Die 3. Gardearmee beteiligte sich ab 16. Dezember 1942 an der Gegenoffensive der 3. Panzerarmee am Mittleren Don gegen die italienische 8. Armee. Sie half damit das deutsche Unternehmen Wintergewitter abzuschlagen, welche versuchte die deutsche 6. Armee in Stalingrad freizukämpfen. Von Januar bis Februar 1943 beteiligten sich die Truppen der Armee an der Woroschilowgrader Operation, danach an den Defensivschlachten am Donez und im Sommer und Herbst an der Donezbecken-Operation. Während der Schlacht um Saporoschje durchbrachen die Truppen der 3. Gardearmee im Oktober 1943 die stark befestigten deutschen Verteidigungsanlagen und befreiten in Zusammenarbeit mit den Truppen der 8. Gardearmee am 14. Oktober Saporoschje, wodurch der deutsche Brückenkopf am linken Ufer des Dnjepr beseitigt wurde. Am 18. Oktober wurde die Armee in die 2. Formation der Südfront (ab 20. Oktober der 4. Ukrainischen Front) eingegliedert. Es folgten schwere Kämpfe um den deutschen Brückenkopf von Nikopol zu beseitigen, von Januar bis Februar 1944 beteiligte sich die 3. Gardearmee an der Nikopol-Kriwoi Roger Operation. Nachdem die Armee den Dnjepr überquert hatte, befreite sie am 8. Februar die Stadt Nikopol in Zusammenarbeit mit den Truppen der 6. Armee der 3. Ukrainischen Front.