Została ona natychmiast na nowo sformowana razem z Frontem Południowym na bazie 48 Korpusu Strzeleckiego i innych jednostek i broniła zachodniego brzegu rzeki Dniepr na północny zachód od Dniepropetrowska. 1 września 1941 roku 6 Armia składała się ze 169., 226., 230., 255., 273. i 275. Dywizji Strzeleckiej, 26. i 28. Dywizji Kawalerii, 47. (15. Dywizja Strzelecka NKWD), 269., 274. i 394. pułku artylerii, 522. i 671. pułku artylerii rezerwy Stawki, 14., 27. i 8. Dywizji Pancernej. Armia została przekazana Frontowi Południowo-Zachodniemu i wzięła udział obronie Donbasu, operacji barwienkowsko-łozowskiej i charkowskiej. Jednakże razem z 57 Armią została otoczona w kotle izjumskim ze stratą 200 000 swoich żołnierzy i po tym rozwiązana.