Дивизия формировалась с 29 июня 1941 года в Ленинграде из добровольцев Петроградского и Приморского районов Ленинграда как Петроградская стрелковая дивизия народного ополчения, 24 июля 1941 года переименована в 3-ю гвардейскую дивизию народного ополчения. Название было дано по предложению К. Е. Ворошилова и А. А. Жданова в честь добровольных отрядов питерской Красной гвардии, героически защищавших город от белогвардейцевюъ.

В начале августа дивизия была направлена в район Красного Села, где проходила боевую подготовку.С 8 августа 1941 года начала выход в район Старый Петергоф — Сибилево — Русско-Высоцкое — Скворицы. Имела в составе более 10 000 человек (на 10 августа 1941 года 10358 человек). Более или менее в полном составе начала занятие позиций и подготовку рубежей 17-19 августа 1941 года. В дивизии имелся сравнительно небольшой некомплект личного состава, не хватало вооружения и боеприпасов.

Из донесения политотдела дивизии от 20 августа 1941 года: Части и подразделения дивизии не полностью вооружены и оснащены. Во 2-м СП — 25 % бойцов не имеют винтовок, нет в наличии артснарядов, ручных гранат и минометов. В 1 СП отсутствуют многие приборы для пушек и минометов. Нехватает для бойцов зенитных прицелов, гранат, касок. В АРТПОЛКУ не хватает винтовок, командный состав полностью не снабжен личным оружием, нет достаточного количества передков для орудий. Отд. Зенит. Арт. Дивизион не вооружен. Имеет незначительное количество винтовок, несколько штук пистолетов и наганов.

22 августа 1941 года 2-й стрелковый полк убыл в Слуцко-Колпинский укреплённый район, вместе с дивизией в дальнейшем не воевал (вёл боевые действия под деревней Пижма, совхозом «Кобралово», посёлком Антропшино, в районе станции Ново-Лисино, был практически уничтожен).

В течение августа 1941 года дивизия вела разведку района, подвергалась авиационным налётам. C 9 сентября 1941 года подверглась мощному удару частей 38-го армейского корпуса, вела бои вместе с 14-й бригадой ПТО, 12 сентября 1941 года оставила Красное Село и была оттеснена к северо-западу. Противник продолжал наступление через посёлки Горелово и Аннино, вклинился в стык между дивизией и введённой из резерва соседней 10-й стрелковой дивизией. Оттеснив 10-ю стрелковую дивизию и оказавшийся вместе с ней 1-й стрелковый полк к Петергофу, противник к 16.09.1941 года вышел к Финскому заливу у Стрельны. Позднее остатки полка вошли в состав 10-й стрелковой дивизии.

Остальные части расчленённой дивизии вели бои за посёлок Володарский, затем отошли к Урицку, где в бой с противником вступили 701-й стрелковый полк 142-й стрелковой дивизии, части 5-й дивизии народного ополчения и 21-й мотострелковой дивизии НКВД. Усилиями этих частей, а позднее 6-й бригады морской пехоты, 17.09.1941 года дальнейшее продвижение противника к Ленинграду было остановлено на рубеже Лигово — Старо-Паново — Кискино.

C 17 сентября 1941 года в дивизию был включён 2-й стрелковый полк 1-й дивизии народного ополчения, c 21.09.1941 года 35-й мотострелковый полк 21-й мотострелковой дивизии внутренних войск НКВД и 701-й стрелковый полк 142-й стрелковой дивизии.

24 сентября 1941 года дивизия на позициях под Старо-Паново — Урицк была переименована в 44-ю стрелковую дивизию.