5-я отд. танковая бригада сформирована на основании Директивы Зам. НКО № 725373сс от 14.09.1941 г. в г. Можайске (Московская обл.) на базе 12-го тп 1-й тд (II формирования). Постановлением ГКО №-671сс от 13 сентября 1941 г. ГАБТУ было обязано закончить формирование бригады к 23 сентября 1941 г.

27 сентября 1941 г. убыла на Юго-Западный фронт.

Вместе с 1гвмсд и 2КК Белова 1 октября участвовала в боях за Штеповку. 5 октября 1941 г. бригада в составе 1-й гв. мотострелковой дивизии выведена в резерв 40-й армии. На 10 октября насчитывала 5 КВ, 2 БТ, 2 Т-26.

21 октября 1941 г. бригада в районе Алабино вошла в состав 33-й армии.

21 января 1942 г. бригада в резерве 33-й армии занималась восстановлением материальной части и подготовкой к дальнейшим действиям.

28 февраля 1942 г. бригада вошла в оперативное подчинение 43-й армии.

5 марта 1942 г. преобразована в 6-ю гвардейскую тбр «а».