Сформирована с 2 по 25 ноября 1942 года (приказ Ставки ВГК от 23 октября 1942 г.) в Тамбове (штаб) с непосредственным подчинением Ставке ВГК путём преобразования управления (штаба) 1-й резервной армии. В её состав вошли 1-й и 13-й гвардейские стрелковые и 2-й гвардейский механизированный корпуса, боевая подготовка, укомплектование и сколачивание формирований проводились в районах Тамбова, Мичуринска и Моршанска. 15 декабря передана в состав Сталинградского фронта 2-го формирования (с 1 января Южного фронта 2-го формирования). Соединения армии совершили в условиях зимы тяжёлый форсированный марш, пройдя от мест выгрузки до районов сосредоточения 200—280 км. В ходе Сталинградской стратегической наступательной операции на рубеже р. Мышкова войска армии сыграли решающую роль в отражении удара котельниковской группировки противника, а 24 декабря сами перешли в наступление и вынудили его отойти на юг. 29 декабря 1-й танковый корпус армии освободил Котельниковский. 4 января 1943 года 3-й гвардейский танковый корпус включен в состав подвижной механизированной группы 2-й гвардейской армии. Развивая наступление на ростовском направлении, её войска 13 февраля 1943 года освободили Новочеркасск, а через три дня вышли к реке Миус, где, встретив упорное сопротивление противника, перешли к обороне. В июле 1943 года армия участвовала в Миусской операции. В августе—сентябре 1943 года армия участвовала в Донбасской стратегической наступательной операции. В конце сентября в ходе Мелитопольской операции её войска вышли к низовьям Днепра и на побережье Чёрного моря. В декабре в составе 4-го Украинского фронта (с 20 октября) после упорных боёв соединения 2-й гвардейской армии ликвидировали плацдарм противника на левом берегу Днепра в районе Херсона.