Сформирован в апреле — мае 1942 в Сталинградской ВО как 13-й тк; в ноябре 1942, сохраняя наименование танкового, был переведён на штаты механизированного корпуса.

Входил в состав многих армий и фронтов. Участвовал в Воронежско-Ворошиловградской оборонительной операции, в Сталинградской битве, в Ростовской, Донбасской, Мелитопольской, Никопольско-Криворожской, Березнеговато-Снигирёвской, Одесской, Ясско-Кишинёвской наступательных операциях, освобождении Болгарии, в Белградской и Будапештской наступательных операциях.

За боевые заслуги преобразован в 4-й гвардейской мк (янв. 1943), удостоен почётного наименования «Сталинградский» (янв. 1943), награждён орденами Красного Знамени, Суворова 2-й степени, Кутузова 2-й степени; свыше 16 тыс. его воинов награждены орденами и медалями, 19 присвоено звание Героя Советского Союза.

Корпусом командовали: генерал-майор танковых войск П. Е. Шуров (1942), полковник, с декабря 1942 генерал-майор танковых войск, с августа 1943 генерал-лейтенант танковых войск Т. И. Танасчишин (1942 – 44), генерал-майор танковых войск, с сентября 1944 генерал-лейтенант танковых войск В. И. Жданов (1944 – 45).