Сформирована в 1939 году в Харьковском военном округе, позднее (в 1940 году) вошла в состав 25-го стрелкового корпуса.

На 22 июня 1941 года дивизия дислоцировалась в Мариуполе и входила в состав 25СК (127, 134 , 162сд) генерал-майора Честохвалова С.М.. Корпус с началом войны был включен в состав 19А Конева И.С. В связи с тяжелой обстановкой сложившейся на Западном направлении армия с начала июля 41г. перебрасывалась в район Смоленска и Витебска.

19-я армия должна была сосредоточиться в районе Яновичи, Лиозно, Понизовье на стыке 22-й и 20-й армий и не допустить захвата Витебска. C 11 июля дивизии 25СК выгружались на станциях ю-в Витебска. Сам Витебск уже был захвачен частями XXXIXMK противника, которые создав плацдарм на Западной Двине перешли с него в наступление. С юга вдоль Двины на Витебск наступала 7тд. Дивизии 19А были вынуждены вступать в бой сходу не дожидаясь полного сосредоточения. Корпус должен был выдвинуться на рубеж Двины на участке Прудники, Сеньково. После выгрузки из эшелонов 134сд вместе 442кап совершала 50кв марш из района Понизовье в район Прудники.

11 июля части 134-й стрелковой дивизии, как и было приказано, переправились на правый берег р. Западная Двина. "Но с рассветом налетела авиация и наступление приостановилось. Батальоны залегли, а затем начали отход на северо-восток…". Из-за перехода XXXIXMK противника в наступление из Витебска в с-в направлении на Сураж. Переправившиеся на правый берег Двины 629 и 738сп оказались под угрозой быть отрезанными от штаба дивизии. Командующий корпусом ген-майор Честохвалов поддавшись панике приехал во второй половине для 12 июля в штаб дивизии распуская слухи о приближающихся танках противника. Командиру дивизии комбригу Базарову удалось сохранить хладнокровие и руководить переправой этих полков обратно. Но часть тыловых подразделений и штабные части в панике стали отступать на восток. 13 июля 20тд XXXIXMK прорвав оборону 25СК у Суража прорвалась дальше на с-в и заняла Велиж.

Два полка в составе сводной группы, а также 501сп 162сд попав в окружение отходили в с-в восточном направлении и 16 июля вышли в расположение 29А в районе Нелидово. Часть окруженных частей 134сд выходили из окружения позже (в конце июля) в район Великих Лук в расположение 22А. Подразделения не попавшие в окружение (515сп) отходили на Демидов, где сражались вместе с 162сд. Остатки этих частей к 16 июля отошли в район Ярцево, где находились в р-не. ст. Курдымово в резерве командующего 19А.

Группа до 2000чел. из состава окруженных частей 134сд в конце июля собралась в лесу сев. Духовщины. Здесь к ним присоединились отрезанные от своей дивизии группа бойцов из 91сд, а в начале августа также присоединилась группа до 100 бойцов и командиров во главе с генерал-лейтенантом Болдиным, отступавшим по вражеским тылам от Гродно. 11 августа этой группе удалось прорваться из окружения в расположение 166сд.

Таким образом дивизии 25СК не успев занять оборону попали под сосредоточенный удар авиации и моторизованных соединений противника и оказались рассеянными. Не до конца отмобилизованные соединения корпуса вступали в бой имея ограниченное количество боеприпасов и быстро истощали свой ограниченный боезапас и не имея отмобилизованных тылов и налаженного снабжения оказывались неспособными продолжать вести эффективные боевые действия.

Управление дивизии отошло в район Белого, где собирались остатки подразделений. 23 августа пополненный 515сп 134сд был введен в бой в составе 30А на левом фланге 242сд. Остальные части дивизии еще находились на переформировании ю-в Белого.

Вновь введена в бой 26 августа на правом фланге 30А, когда противник отошел из выступа ю-з Белого. 134сд занималась осторожным преследованием отходящего противника. Два сп еще продолжали находится на пополнении в районе Петрушино. 30 августа основные силы дивизии были выдвинуты для прикрытия Белого с сз в рйонв Голаково, Нелидово.

К 30 сентября 1941 года дивизия выведена в резерв фронта и сосредоточилась в районе Алферово - Ильино. 3 октября дивизия, переданная в состав 19-й армии, получила задачу занять оборону по восточному берегу реки Вопец на участке Неелово - Алешине. На 5 октября при поддержке 467гап и 311пап обороняла рубеж р. Вопец. На правом фланге противник захватил ст. Яковская. Дивизии было приказано вместе с 45кд атаковать противника и выбить его из станции.

С 6 октября 19А начала отходить на рубеж р. Днепр, но вскоре выяснилось что противник занял Вязьму и основные силы 19А (а также части 16, 20 ,24, 32 армий) попали в окружение западнее Вязьмы. К 9 октября 19А отошла в район Богородицкое - штаб Ямново. Здесь сосредоточились остатки как 19А так и группы ген-лейтенанта Болдина. С 10 октября окруженные войска начали атаки внутреннего кольца окружения противника по р. Бобря. 134сд вместе с 89сд и 45кд должна была атаковать в составе правой колонны армии в направлении Нов. Село (сев. Вязьмы).

В ходе прорыва из окружения 134сд была окончательно разбита. Командир дивизии полковник Зашибалов М.А. вышел из окружения.