Сформирована в ноябре 1942 на Брянском фронте как 16-я зенитная артиллерийская дивизия резерва ВГК.

Входила в состав (находилась в оперативном подчинении) 13-й и 48-й А, 2-й ТА, 70-й, 60-й, 65-й и с августа 1944 8-й гвардейской А. Во взаимодействии с истребительной авиацией и другими зенитными артиллерийскими соединениями и частями прикрывала войска армий в Воронежско-Касторненской наступательной операции, Курской битве, при освобождении Левобережной Украины, в Гомельско-Речицкой, Белорусской, Варшавско-Познанской и Берлинской наступательных операциях.

За боевые заслуги преобразована в 3-ю гвардейскую зенитную артиллерийскую дивизию резерва ВГК (сент. 1943), удостоена почётных наименований «Речицкая» (нояб. 1943) и «Бранденбургская» (апр. 1945), награждена орденами Красного Знамени, Суворова 2-й степени, Кутузова 2-й степени; свыше 700 её воинов награждены орденами и медалями.

Дивизией командовал полковник, с августа 1943 генерал-майор артиллерии И. М. Середин.