Сформирована в 1939 году на базе 84-й стрелковой дивизии и дислоцировалась недалеко от Тулы в городе Сталиногорске. В Сталиногорске находились штаб дивизии, 747-й стрелковый полк, 341-й отдельный зенитный дивизион, 222-й батальон связи и 340-й лёгкий артиллерийский полк. В Богородицке стоял 493-й гаубичный артиллерийский полк, в Ефремове — 388-й стрелковый полк, а в Белёве — 514-й стрелковый полк.

Участвовала в советско-финской войне.

14 марта 1941 года командиром дивизии назначен генерал-майор М. Т. Романов.

Незадолго до начала Великой Отечественной войны дивизия выехала в Тесницкие лагеря под Тулой для летней учёбы. С началом войны в дивизию также были направлены шахтёры и химики Сталиногорска, Богородицка и других районов Тульской области, не имевшие брони.

26 июня первый эшелон дивизии отбыл на запад в район Могилёва. В период с 28 июня по 3 июля части дивизии сосредоточивались в районе Могилёва и организовывали оборонительные сооружения: полевые сооружения, окопы, ходы сообщения и т. д. В земляных работах также принимали жители Могилёва. Дивизия организовала противотанковую оборону вокруг города. Наиболее сильная обороны была организована на ю-з подступах к Могилеву у ст. Буйничи, где заняли позиции артиллеристы птд. Всего для противотанковой обороны было привлечено 44 орудия.

8 июля передовые части немецкого 46-го моторизованного корпуса подошли к Могилёву и после бомбардировки люфтваффе атаковали передний край дивизии на стыке 514-го и 388-го стрелковых полков. Вклинившись в оборону дивизии, немецкие части потеряли не менее 40 танков, в связи с чем они прекратили фронтальные удары и вышли севернее Шклова и у Быхова с целью танкового прорыва по сходящимся направлениям для обхода и окружения узла сопротивления у Могилёва. 12 июля боевая группа Г. фон Мантейфеля немецкой 3-й танковой дивизии, разделенная на два отряда, попыталась прорваться к городу вдоль Бобруйского шоссе, но после тяжелого 14-часового боя в районе Буйничи отбита с большими потерями - здесь держал оборону 388-й стрелковый полк. На поле боя осталось много подбитой вражеской техники, которую запечатлели советские военные корреспонденты, в том числе К. Симонов. По советским данным, на поле боя остались 39 немецких танков и бронемашин. Оборонявшиеся также понесли большие потери, но сумели удержать позиции.

Воспоминания служившего в немецкой 3-й танковой дивизии Хорста Зобеля: "3-я танковая дивизия начала атаку против Могилева двумя боевыми группами. Правая боевая группа <под командованием майора Э. Вельмана - командира 1-го батальона 3-го мотопехотного полка> несколько продвинулась вперед, но затем атака была остановлена из-за сильного сопротивления противника. Левая группа <капитана фон Кокенхаузена - командира 1-й роты 3-го мотоциклетного батальона> немедленно пришла к катастрофе. Пехота на мотоциклах, которая должна была сопровождать танки, завязла в глубоком песке и не вышла на линию атаки. Командир танковой роты начал атаку без поддержки пехоты. Направление атаки, однако, было полигоном гарнизона Могилева, где были установлены мины и вырыты окопы. Танки напоролись на минное поле, и в этот момент по ним открыли огонь артиллерия и противотанковые пушки. В результате атака провалилась. Командир роты был убит, и 11 из 13 наших танков было потеряно…"

В итоге от захвата Могилева атакой с запада немецким войскам пришлось отказаться. К исходу дня части 3-й танковой дивизии занимали фронт Солтановка, железнодорожная насыпь в районе Селец, Тумановка. Однако южнее Могилева у Быхова 10мд и 4тд XXIVMK форсировали Днепр и развивали наступление на Пропойск и Чаусы. 3тд была также переброшена на плацдарм в районе Старого Быхова.

14 июля ударом с Быховского плацдарма атакуя с тыла вдоль Гомельского шоссе 10мд и 3тд противника попытались овладеть Могилевым. Но эта попытка не удалась из-за активной обороны частей 172-й стрелковой дивизии. С наступлением темноты отряд 747-го стрелкового полка (начальник штаба полка майор Г. И. Златоустовский) внезапно атаковал на Сидоровичи и Слободку, отбросив немецкие части. По советским данным, потери противника составили 30 автомашин, орудия и автомобили. Однако это был частный успех. 16 июля части противника захватили Чаусы тем самым отрезав части 61СК от основных сил Западного фронта. В окружение попали также остатки 20МК и часть подразделений 45 и 20СК.

Тем временем с 18 июля в район Могилева стали подходить передовые части VIIAK (7 и 23пд) противника блокируя город на предмостном плацдарме с запада. Понимая важность ужержания Могилева как крупного транспортного узла телеграмма советской Ставки Верховного Командования гласила: "Герасименко. Могилев под руководством Бакунина сделать Мадридом".

С 20 июля подошедшие дивизии VIIAK начали штурм Могилева. 7-я пехотная дивизия атаковала Могилев с северо-запада, 23-я - с юго-запада. К Могилеву подходила также 15-я пехотная дивизия из резерва ОКХ, которую также подчинили штабу 7-го корпуса. Еще одна, 78-я пехотная дивизия (передана 7-му корпусу из состава 13-го), переправилась через Днепр в районе Борколабово и атаковала Могилев вдоль Гомельского шоссе, но была остановлена.

Пауль Карелл оставил такое описание штурма Могилева 23-й пехотной дивизией: "20 июля город к западу от реки находился в кольце четырех немецких дивизий, входивших в состав 7-го корпуса. В тот же день в 14.00 на штурм пошли два полка из берлинско-бранденбургской 23-й пехотной дивизии генерал-майора Гельмиха. 9-й пехотный полк из Потсдама, хранитель традиций старых потсдамских пехотных гвардейских полков, смог перейти реку, но теперь лежал прижатый огнем на крохотном плацдарме. 68-й пехотный полк оказался не в состоянии прорваться через советскую оборону, и 67-й пехотный полк на следующий день тоже не мог похвастаться большими достижениями. Когда фронтальная атака захлебнулась на окраине города, Гельмих попытался ударить по мосту, связывавшему Могилев и Луполово, с юго-востока - в направлении вверх по реке. Затея удалась. В ожесточенном ночном бою 9-й пехотный полк смог вытеснить надежно окопавшегося и умело оборонявшегося противника. Но потери немцев оказались очень высоки. 11-я рота лейтенанта Шроттке (67-й пехотный полк) была буквально раздавлена. В саду противник ударил ей во фланг. Все офицеры в роте погибли, она потеряли две трети своей численности. Тем временем на западной стороне Днепра 10-я рота лейтенанта Брандта (67-й пехотный полк), прячась за берегом, пробралась прямо к автомобильному мосту. Затесавшись среди русской техники и пробежав на другую сторону, солдаты 10-й роты вошли в контакт с солдатами 9-го пехотного полка на плацдарме на восточной стороне. Брандт удерживал мост и береговой плацдарм под неожиданно точным артиллерийским огнем, под обстрелом снайперов, снимавшим любого, кто высовывал голову, и отражая яростные атаки советских солдат. Когда майор Ганниг ворвался в восточную часть города с 1-м батальоном 9-го пехотного полка, атакующие угодили под пулеметный огонь. Серьезно раненный майор рухнул на мост, но приказал своим людям не останавливаться. Снайперы прикончили его. Утром 26 июля русские под прикрытием тумана, лежавшего в долине Днепра, сумели взорвать 200-метровый деревянный мост в восточной части города, часть его уничтожив полностью. Можно сказать, что советские солдаты буквально сжигали свои мосты. Красноармейцы держались на уже потерянных позициях и дрались до последнего патрона. В конце концов, стиснутая мертвой хваткой 78, 15, 23 и 7-й пехотных дивизий, оборона испустила дух. Некоторые попытались прорваться в западном направлении на грузовиках, но безуспешно. Немцы довольно быстро восстановили деревянный мост, и 23-я пехотная дивизия переправилась на восточный берег. 15-я пехотная дивизия заняла Могилев. Странно пахнущая бурая жидкость текла по улицам города: это русские взорвали огромные лагерные танки пивоваренного завода. Пиво потоками стекало в Днепр. Победителям не пришлось попить пивка, сваренного побежденными. 23-я и 15-я пехотные дивизии взяли 12 000 пленных. Среди них оказалось на удивление мало офицеров. Офицеры по большей части либо погибли, либо смогли прорваться. Потери 23-й пехотной дивизии составили 264 человек убитыми, 83 - пропавшими без вести и 1088 - ранеными. Немалая цена за город, находившийся далеко в тылу у наступающих частей вермахта…"

24 июля Фон Бок в своем дневнике писал: - Могилев, который сейчас подвергается атакам трех дивизий и сильному артиллерийскому обстрелу, находится на грани коллапса, но тем не менее все еще продолжает огрызаться. Все-таки русские невероятно упрямы!

К 25 июля противник потеснил части 172-й стрелковой дивизии к окраинам Могилёва, и овладев Луполово, отрезал дивизию от основных сил 61-го стрелкового корпуса, которые к тому времени находились в окружении северо-восточнее Могилёва. 26 июля на восточный берег Днепра прорвались немногочисленные подразделения 388-го стрелкового полка, а в обратном направлении, в район боевых действий основных сил корпуса вышли несколько подразделений 514-го и 747-го стрелковых и небольшие группы артиллерийских полков.

В течение трёх недель 172-я стрелковая дивизия и другие соединения 13-й армии обороняли Могилёв, сковав не менее 4-х пехотных дивизий противника. В этих боях особенно отличился 388-й стрелковый полк под командованием полковника С. Ф. Кутепова. 20 июля 1941 года в газете «Известия» был напечатан очерк военного корреспондента К. Симонова «Горячий день» о бое на Буйническом поле, в ходе которого 388-й стрелковый полк С. Ф. Кутепова за один день подбил 39 танков противника. Части 172сд в последние дни обороны испытквали сильный недостаток боеприпасов. Командование фронтом пыталось помочь окруженным частям. Так 22 июля ночью с аэродромов Двоевка, Новое Село в район Могилева летали 33 самолета транспортной авиации (скорее всего ТБ-3, с которых было сброшено 247мешков с боеприпасами. Сведений о том нашли подразделения 172сд эти мешки и о сохранности груза сведений нет.

В ночь на 27 июля Командир 172-й стрелковой дивизии генерал-майор М. Т. Романов, потеряв связь с командованием, принял решение прорываться из окруженного Могилева. Было решено двигаться на запад в лесной массив в районе Тишовка. Около 24.00 остатки 172-й стрелковой дивизии начали прорыв из окружения. Следуя с боями по территории, занятой противником, вышли в район Смоленска. При выходе из окружения был тяжело ранен руководитель обороны города Могилева генерал М. Т. Романов. Его укрыл и некоторое время лечил колхозник деревни Барсуки М. Ф. Асмоловский. Однако вскоре генерал был схвачен и доставлен в Луполовский лагерь смерти. После неудачной попытки побега, М. Т. Романов был отправлен в концлагерь Хаммельбург. Погиб в концлагере Хаммельбург 3 декабря 1941.

27 июля Ф. фон Бок записал в своем дневнике: "Пал Могилев. Захвачено 35 000 пленных и 245 артиллерийских орудий!"

На следующий день начальник германского Генерального штаба сухопутных войск Ф. Гальдер отметил: "Район Могилева окончательно очищен от войск противника. Судя по количеству захваченных пленных и орудий, можно считать, что здесь, как и предполагалось, первоначально находились шесть дивизий противника".

В боях в районе Могилёва погибли командиры артиллерийских полков 172-й дивизии полковники И. С. Мазалов и И. Ф. Живолуп.

Дивизия расформирована 19 сентября 1941 года.