Дивизия формировалась сначала в ЗапОВО, затем в ПрибОВО с июня 1940 года. Основой для формирования послужила 2-я легкотанковая бригада. Кроме того на укомплектование дивизии обращён танковый батальон 21-й тяжёлой танковой бригад, танковый батальон 121-й стрелковой дивизии. 344-й стрелковый полк 84-й стрелковой дивизии переформирован в 5-й мотострелковый полк, 201-й гаубичный артиллерийский полк переформирован в 5-й гаубичный артиллерийский полк.

Состав:
9-й танковый полк
10-й танковый полк
5-й мотострелковый полк
5-й гаубичный артиллерийский полк
5-й разведывательный батальон
5-й отдельный зенитно-артиллерийский дивизион
5-й отдельный батальон связи
5-й автотранспортный батальон
5-й ремонтно-восстановительный батальон
5-й понтонно-мостовой батальон
5-й медицинско-санитарный батальон
5-я рота регулирования
5-й полевой автохлебозавод
60-я полевая почтовая станция
68-я полевая касса Госбанка

В составе действующей армии во время ВОВ с 22 июня 1941 года по 16 июля 1941 года.

На 18 июня 1941 года дислоцировалась в Алитусе, имея в своём составе 50 Т-34, 30 Т-28, 170 БТ-7, 18 Т-26, 56 БА-10, 20 БА-20. Основные силы дивизии базировались в южном военном городке, гаубичный полк, зенитный дивизион и понтонно-мостовой батальон в северном военном городке, мотострелковый полк в Прены.

С 18 июня 1941 года покинула городок и сосредоточилась южнее Алитуса, и как дивизия, оставшаяся на самостоятельном направлении ещё 21 июня 1941 года была выведена из состава 3-го механизированного корпуса. Дивизию было намечено развернуть на фронте свыше 30 километров от Друскининкая до Алитуса вдоль восточного берега Немана

Однако дивизия не успела полностью развернуться на ввереном рубеже: бои за переправы в Алитусе (на предмостном укреплении на западном берегу) с середины дня 22 июня 1941 года вели с 7-й танковой дивизией и 20-й танковой дивизией только один мотострелковый батальон усиленный артиллерией 5-го мотострелкового полка, 2-й танковый батальон 9-го танкового полка и 2-й отдельный зенитно-артиллерийский дивизион. Эти части вели бои в Алитусе весь день и в сумерках оставили город.

В ночь на 23 июня 1941 года противником был высажен десант в количестве до 600 человек в тылу дивизии, который захватил аэродром Ораны. Направленный туда 10-й танковый полк быстро рассеял десант (уже к 7-00), однако вследствие этого половина основных сил оказалась вне места основных боевых действий. В это время оставшаяся под Алитусом половина дивизии была в тяжёлом положении: с юга её обошла 7-я танковая дивизия, с фронта нажимала 20-я танковая дивизия, и 23 июня 1941 года развернулось танковое сражение. Дивизия потеряла от 70 до 90 танков. Вражеские безвозвратные потери (понятно, что по немецким данным) составили 11 танков. При этом П.А. Ротмистров пишет о 170 уничтоженных танках и бронемашинах противника, что (даже если добавить к 11 безвозвратно потерянных машин ещё какое-то, явно большее число ремонтопригодных) представляется явно завышенным.

Дивизия, потеряв организацию, начала спешный отход. К исходу 23 июня 1941 года частично находилась в полосе 37-й стрелковой дивизии - не менее 15 Т-34 и 14 Т-26 10-го танкового полка, который меньше пострадал за день. Затем они действовали отдельно от дивизии, составляя танковый батальон 24-й стрелковой дивизии, в частности 26-27 июня 1941 года принимали участие в контрударе на Ошмяны, 4 июля 1941 года последние три танка этого отряда были потеряны при попытке прорыва окружения у Радошковичей. Другие остатки дивизии отошли к Вильнюсу, к 24 июня 1941 года потеряв до 70% личного состава убитыми и ранеными, до 150 танков, 15 орудий и бронемашин до 50%. Однако эти остатки удерживали Вильнюс по крайней мере днём 24 июня 1941 года, после чего дивизия фактически обратилась в бегство. К исходу дня 24 июня 1941 года остатки дивизии в составе 15 танков, 20 бронемашин и 9 орудий были уже в окрестностях Молодечно, где попали в состав 13-й армии. Утром 25 июня 1941 года машины дивизии, совместно с курсантским батальоном Вильнюсского пехотного училища и 84-м полком внутренних войск НКВД нанесли удар по колонне противника, двигавшейся по дороге Ошмяны - Молодечно. Дивизия вновь понесла потери: к концу дня в ней оставалось только 3 танка, 12 бронемашин и 40 автомашин. С этого дня достоверных сведений о судьбе дивизии не имеется: вероятно остатки были уничтожены в Белоруссии.

16 июля 1941 года дивизия была расформирована.

Принадлежность:
22 июня 1941 года Северо-Западный фронт 11-я армия 3-й механизированный корпус
с 24.06.1941 в составе 13-й армии
01 июля 1941 года Северо-Западный фронт 8-я армия 3-й механизированный корпус
10 июля 1941 года нет данных

Командиры дивизии:
Куркин, Алексей Васильевич, генерал-майор танковых войск
Фёдоров, Фёдор Фёдорович, полковник