Управление корпуса было сформировано в Москве 1 апреля 41г. на основании директивы НКО № 724218сс от 31 марта 1942 года. Командиром корпуса был назначен генерал-лейтенант Мишулин В.А.. В состав корпуса вошли 45-я, 47-я, 102-я танковые и 4-я мотострелковая бригады. 7 апреля машины управления корпуса отбыли из Москвы в Воронеж, где проходило формирование корпуса и находились 45, 47 тбр и 4мсбр.

21 апреля 1942 г. корпус передислоцировался из Воронежа в район Ст. Оскола где вошел в состав Брянского фронта. Сюда же прибыла и 102тбр. 14-16 мая 42г. корпус совершил марш и расположился в районе Екатериновка, Троицкое в тылу 40А. В середине мая в состав корпуса из Москву прибыл 309 гв. мин. див. С 21 по 27 мая корпус совершил 100км марш и сосредоточился в районе Богатырево, Рындино. Во время проведения немецкими войсками операция "Вильгельм" и "Фридерикус 2" 10-24 июня 42г. в районе Волчанска и Купянска, корпус вместе с 24ТК находился в резерве ЮЗФ в готовности отразить немецкое наступление на рубеже р.Оскол. К 18 июня корпус перешел комбинированным маршем в район Нового-Оскола.

19 июня 1942 г. в расположении 76сд 21А был сбит самолет «Фюзеляр-шторх». У одного из погибших членов экипажа, оказавшегося начальником оперативного отдела 23-й танковой дивизии майором Рейхелем, были изъяты документы относительно операции «Блау». Из них советское командование узнало о подготовке, замысле и оперативных целях немецко-фашистского командования. Выяснилось, что один из ударов будет произведен в полосе 21-й армии силами 6-й немецкой армии и 40-го танкового корпуса, а другой — севернее, в полосе 40-й армии Брянского фронта силами 4-й танковой армии. Цель наступления — окружение советских войск западнее г. Старый Оскол. Достоверность документов подтверждалась авиа- и радиоразведкой. И хотя дата начала вражеской операции осталась неизвестной, было ясно, что его можно ожидать в ближайшие дни. Об этом тогда же были предупреждены штабы наших войск.

Однако корпус начал боевые действия еще 24 июня когда вместе с 76 и 293сд отражал частную контратаку противника в районе Красной Поляны (юго-западнее города Новый Оскол). До 28 июня шли ожесточенные бои в ходе которых корпус потерял до 400 бойцов и 23 танка. Совершив очередной марш в район Нового Оскола 4ТК вошел в состав группы под командование генерал-лейтенанта Пушкина Е.Г.

28 июня началось летнее наступление немецко-фашистских войск. В тот день группа Вейхса нанесла удар в стыке 13-й и 40-й армий Брянского фронта. Прорвав оборону, враг к исходу дня продвинулся на этом участке на 8-15 км. На следующий день он углубил прорыв до 35-40 км. 29 июня в расположение корпуса прибыл начальник ГАБТУ генерал-лейтенант Федоренко который привез приказ, по которому 4ТК вместе с 17ТК должен был нанести контрудар в районе Буково, Горшечное, куда прорвались танковые части противника. 30 июня 102тбр атаковала передовые части 9тд немцев и отразила их атаку на Горшечное. 1 июля выявив расположение обороны бригад корпуса противник после мощной авиаподготовки перешел в наступление. Бригады корпуса подвергшиеся мощной атаке с трудом удерживали противника. К исходу дня Горшечное где оборонялась 102тбр и бригады из состава 17ТК был практически окружен. В ходе ожесточенного боя 2 июля Горшечное был взят противником. Большая часть танков 102тбр погибла в неравном бою. Остатки корпуса отходили за р.Убля и далее к переправам через р. Дон.

7 июля 1942 г. директивой Ставки ВГК № 170466 от 07.07.1942 в результате разделения Брянского фронта на Брянский и Воронежский, корпус включен в состав Воронежского фронта.

Отойдя за Дон корпус получил пополнение 44 танка Т-34 которыми вновь укомплектовали 102тбр. Здесь 4ТК вели ожесточенные бои с немецкими войсками захватившими переправы через Дон в районе Коротояк, Петропавловское. С 12 по 20 июля 42г. шли ожесточенные бои. 18 июля подошла свежая 174сд, совместным ударом с которой удалось ликвидировать вражеский плацдарм. 27 июля корпус был выведен в резерв в район Березовка.

17 августа постуило распоряжение командующего ВорФ о переброске корпуса в район Сталинграда. Погрузившись на ст.Икорец танкисты отправились на новый участок. 21-24 августа происходила разгрузка подразделений корпуса на ст.Лог. Здесь были получены новые танки для пополнения (25 Т-34 и 6 Т-60). 23 августа получено еще 46 Т-34, а 25 августа 25 КВ. 26 августа был получен приказ по которому корпусы предписывалось наступать вместе с 84сд, 671ап ргк, 90гмп в направлении Орловка для соединия с частями 62А. Корпус наступал вместе с 84сд переброшенной с СЗФ действуя из района вост. Котлубани. Правее действовал 16ТК. Наступление встретило сильную пто из-за которой танкисты несли большие потери. Успеха наступление наших войск не имело натолкнувшись на сильную оборону противника. Удалось только продвинуться до бал.Сухая Мечетка. Уже к 3 сентября от корпуса фигурирует одна сводная 47тбр нассчитывавшая 5 КВ, 13 Т-34, 13 Т-60. Командование обвиняло командиров 4 и 16ТК в плохом взаимодействии с пехотой и артиллерией и руководства на поле боя. Так за 26-27 августа из 160 танков 4ТК было потеряно 140. Большую роль в величине наших потерь и в целом неудачном наступлении оказывала немецкая авиация безраздельно господствующая в воздухе. Ударная немецкая авиация наносила непрерывные удары по полю боя и нашим тылам. Дневное движения по дорогам практически исключалось.

Участок наступления в сентябре 42г. в районе п.Котлубань.

Новое наступление наших войск для соединения с 62А в Сталинграде началось 18 сентября. Накануне наступления новым комкором стал генерал-майор Кравченко А.Г.. К началу наступления корпус насчитывал: 45тбр 13КВ, 15 Т-60; 102тбр 16 Т-34, 3 Т-70, 4 Т-60; 121тбр 20 Т-34. Итого 71 танк. Артиллерия 13 76мм орудий, 12 зен. орудий. В мс б-нах. бригад было 678 бойцов. С середины июля в корпусе отсутствовала мотострелковая бригада.

В первый день операции дивизиям первого эшелона армии удалось прорвать оборону и овладеть рядом высот на переднем крае противника. В решающий момент, когда танкисты 7ТК Ротмистрова и сд первого эшелона понесли уже тяжелые потери, но смогли прорвать оборону противника. Решение о вводе в бой 4ТК в бой было отложено до вечера когда уже началась контратака немецких танков. Во второй половине 18 сентября бригады корпуса получили приказ на ввод в прорыв. Однако двинувшиеся вперед танкисты 48 и 102тбр натолкнулись в районе выс. 154,2 на неподавленную оборону противника. Вскоре последовала сильная контратака вражеских танков при поддержке мощных ударов авиации. Пехота сд первого эшелона не выдержав начала отход. и отбросили наши войска практически на исх. позиции. Потери в первый день составили 5 КВ, 22 Т-34, 3 Т-60.

19 сентября в бой должны были быть введены резервы - 292 и 221сд. Была образована ОГ Кравченко (221, 292, 316сд 4ТК) задачей которой был прорыв обороны и выход к раз.Конный. Однако стрелковым частям в течении 19 сентября прорвать оборону противника не удалось. Танкисты поддерживали пехоту огнем с места. В воздухе господствовала немецкая авиация наносившая непрерывные бомбовые удары и прижимавшая ее к земле. Наступавшие вместе с корпусом стрелковые 207 и 221 дивизии залегли под действием сильного артогня противника и в атаку не пошли. Весь день танкисты вели бой за овладение важными высотами на гребне перед нашими позициями, но потеряв много машин добиться успеха танкисты не смогли. Так же ситуация повторилась на следующий день когда корпус атаковал на участке 308 и 316сд. Узкий клин вбитый нашими войсками в оборону противника обстреливался фланкирующим огнем противника. Неудаче также способствовало то, что корпус атаковал без 4мсб, а мотострелковые батальоны танковых бригад понесли большие потери.

В результате боев 18-20 сентября корпус потерял 12 КВ, 22 Т-34, 5 Т-70 (безвозвратно 1 КВ, 13 Т-34, 1 Т-60). В ночь на 21 сентября было приказано провести ночную операцию с задачей прорваться между выс. 154,2 и жд. Был создан сводный отряд из 102тбр и частей 316сд. Рано утром 21 сентября отряд танков вышел на гребень выс. 154,2 но потеряв до 70% состава убитыми и ранеными дальше продвинуться не смог. В отряде осталось 40чел.. Прорвавшийся на выс. 145,5 отряд 316сд из 50чел. был там окружен и обратно не вернулся. После этого боя оставшиеся танки 102 и 45тбр передавались в 121тбр, а две бригады выводились в резерв.

3 октября корпус был выведен в резерв в район Солодча.

2 ноября 1942 г. директивой Ставки ВГК № 170679 от 25.10.1942 корпус переподчинен из состава Донского фронта в Юго-Западный фронт.

Сосредоточившись в районе Зимовский, Лебяжий корпус приводил себя в порядок ремонтируя поврежденную технику и получая пополнение. В частности для пополнения мотострелковой бригады и батальонов прибыл эшелон с маршевым пополнением. 31 октября корпус выступил в район плацдарма 21А ЮЗФ в районе Клетской. Плацдарм был мал размерами. Так от войск противника до наших частей было всего 800-1000м, в результате чего переправа и части находящиеся на плацдарме части корпуса понесли потери от огня противника более 250чел.. Вплоть до 19 ноября ожидая начала наступления корпус находился в районах сосредоточения.

Контрнаступление под Сталинградом (19-30 ноября 1942г.)

Утром 19 ноября части Юго-Западного и Донского фронтов перешли в наступление под Сталинградом. Оборону противника, которую составляли части 13 и 15 румынских пехотных дивизий прорывали стрелковые 76 и 293сд 21А. Стрелковые дивизии не смогли полностью подавить оборону противника и для ускорения прорыва обороны в 12:00 19 ноября на 8км участке корпус двумя колоннами вошел перешел в наступление уничтожая узлы сопротивления в тылу противника. Для усиления в состав корпуса был включен 331гап (20 122мм гаубиц) и ипатбр. 4мсб для которой не хватало колесного автотранспорта (было 350 автомашин) двигалась перекатами в составе левой колонны (4мсб, 102тбр), и ее части отставали от танковых бригад корпуса, а без пехоты одними танками было трудно подавлять оборону противника в опорных пунктах. К исходу дня продвинувшись более чем на 20 км в район х. Манойлин корпус выполнил задачу первого дня операции. В районе Манойлина был взят в плен минометный батальон румын и освобождено более наших 100 пленных. За день были захвачены большие трофеи и более 400 пленных. Потери первого дня составили 5 КВ, 19 Т-34 и 3 Т-70. Ввод корпуса в прорыв до его завершения сильно ослабило подразделения 4ТК. Однако колонны корпуса после прорыва смело двигались обороны противника не обращая внимание на по сути открытые фланги, а 45тбр отклонившись вправо разгромила в Распопинской румынский узел пто уничтожив 32пто, чем помогла соседям.

Утром 20 ноября наступление продолжилось. Продолжая движения в двух колоннах, как и в предыдущий день танкисты отразили контратаку противника (скорее всего немецкая 14тд) в район Майоровского. В своих мемуарах противник утверждал, что опоздание 14тд с контратакой во время прорыва обороны у Клетской произошло из-за того, что "танковый полк не смог своевременно выступить из-за того, что мыши перегрызли провода наружного освещения на танках". 102тбр и 4мсб задержались в районе х. Селиванов, а правая колонна приостановила свое продвижение 20 ноября из-за неясности обстановки на правом фланге и отсутствия связи с 3ГвКК и 26ТК. К вечеру 21 ноября корпус вышел к зап. берегу р. Дон в районе Липологовский. 22 ноября части корпуса продолжали уничтожать группы противника остававшиеся в его тылу проводили разведку вдоль р. Дон. Вечером 22 ноября высланный разведотряд захватил мост через Дон в районе Рубеженского, допускающий проход по нему танков. В результате чего корпусу удалось переправиться через Дон и 23 ноября совместно с соседним 26ТК захватить г. Калач., а в 15:00 23 ноября 102тбр встретилась в районе х. Советский с 36мехб из состава 4МК Сталинградского фронта, тем самым замкнув окружение немецкой 6А в районе Сталинграда.

К исходу 23 ноября корпус имел боеспособными 63 танка (13 КВ, 22 Т-34 и 28 Т-70). Потери в личном составе за 19-24 ноября составили 615чел.

с 27 ноября 1942 г. директивой корпус Ставки ВГК № 170694 от 27.11.1942 переподчинен из состава Юго-Западного фронта в Донской фронт.

24-27 ноября корпус атаковал противника пытаясь овладеть Мариновкой и Илларионовкой, однако не сумел этого сделать потеряв в атаках 11 КВ, 9 Т-34 и 15-Т-70. К 28 ноября в корпусе оставалось боеспособными 27 танков. С конца ноября до 22 декабря корпус вел оборонительные бои в районе Мариновка, Илларионовка. После чего 22 декабря поступило распоряжение о выводе корпуса в резерв Ставки в район Тамбова для укомплектования. К 5 января корпус был переброшен в район Тамбова, где получал пополнение и ремонтировал поврежденную технику.

В первые дни января 43г. бригады корпуса были переброшены в район Тамбова для укомплектования и боевой подготовки. Предполагалось после приема пополнения в течении 10 дней провести учебные занятия по 12 часов в день. Учебная программа предполагала 20-25 дневный срок подготовки пополнения, но ситуация на фронте и новые широкомасштабные наступательные операции к которым перешла Красная Армия требовала более быстрого прибытия частей 4ТК на фронт. Подготовка была очень скоротечной. Так 6 января батальоны 4мсбр выгрузились в районе Тамбова где получили 1700чел. пополнения. Началась работа по сколачиванию взводов и боевая учеба, но уже 12 января поступил приказ на погрузку в эшелоны. К 16 января корпус сосредоточился на левом берегу Дона в тылу 40А Воронежского фронта. В составе корпуса было 88 Т-34 и 59 Т-70. Часть эшелонов была еще в пути, часть танков и полученных автомашин отстали из-за недостатка горючего.

13 января части 40А и 18СК перешли в наступление с Сторожевского и Щучьевского плацдармов. 14 января из района Кантемировки ударила 3ТА Рыбалко. Вскоре оборона противника была прорвана на всю глубину. 16 января танкисты Рыбалко ворвались в Россошь. Стрелковые части 40А Москаленко наступавшие со Сторожевского плацдарма прорвали оборону венгров развивая наступление на Острогожск и выходя во фланг Воронежской группировке немецкой 2А. Переправившись 19 января через Дон танковые бригады корпуса сосредоточились в районе Репьевка. 4мсбр совершала марш пешим порядков, т.к. для имевшегося автопарка, а также танков Т-70 (тоже использовавших бензин) был большой недостаток бензина. Много танков отстало в пути, особенно это касалось танков Т-70. 20 января бригады провели на дневке в районе Репьевки приводя в порядок матчасть. По дороге осталось на ремонте 25 Т-34 и 23 Т-70. Наступавшие на правом фланге 40А 141сд, 235сбр и 25гвсд к этому времени вышли в район Потудань (вост. Старого Оскола). Левофланговые части вели бои за Отрогожск уничтожая окруженные части венгров.

Воронежско-Касторненская операция (24 января — 17 февраля 1943)

Заканчивая уничтожение Острогожско-Россошанской группировки противника командование Красной Армией видя выгодное охватывающее положение над Воронежской группировкой немцев готовило план новой наступательной операции. В состав 40А тем временем прибывали новые резервы. Подошли 192, 116, 96тбр, 3 лыж. б-на, выгружалась в тылу 183сд. 22 января был получен приказ на наступление. Утром 24 января танкисты перешли в наступление в общем направлении на Горшечное. Головная шла 45тбр, за ней 102тбр. Бригады вступили в бой в районе Ново-Меловое с частями немецкой 86пд. Корпус действовал совместно с 25гвсд. В районе Старо и Ново Меловое атакующие части встретили упорное сопротивление. Противник успел организовать тут оборону с орудиями пто и минометам. Сложная пересеченная местность сужала маневренность танков. Было решено обойти вражеский узел оборону с запада. Утром 25 января танки перешли в наступление. 69тбр сломила сопротивление немцев в Болото и прорвавшись в глубину. К 15:00 передовой отряд подошел к Горшечное с ю-з, откуда противник не ожидал удара. Немецкая авиация во второе половине дня предприняла яростные бомбежки самолетам Ю-87 района Горшечное. Из-за снежных заносов в район Горшечное вышли только танки Т-34. Автомашины и Т-70 отстали.

С занятием станции были перерезаны коммуникации Воронежской группировки врага. К вечеру подошли два полка 25гвсд. 27 января подтянулась 4мсбр. В ходе прорыва к Горшечному корпус потерял ок. 15 Т-34. В самом Горшечном и на станции были захвачены большие трофеи - эшелон с тракторами и автомашинами, склады и др..

27 января пополнившись гсм танкисты продолжили наступление в направлении ст.Касторной. Оборонять Горшечное оставалась 25гвсд с приданными частями. Немецкие войска оставив Воронеж сосредотачивались для прорыва из окружения. Тем временем отряд из 22 танков Т-34 и 240чел. мотопехоты выдвинулся утром 27 января на Быково. Двигавшийся на Касторное отряд насчитывал 16 Т-34. Для его усиления утром 28 января был выслан еще один отряд с 4мсбр, а затем еще один из частей 102тбр и 22 Т-70 в том же направлении. С последней группой двинулся и командир корпуса генерал Кравченко. Сводный отряд корпуса во главе с командиром 45тбр подполковником П. К. Жидковым овладел железнодорожной станцией Касторная Новая. Утром 28 января отряд ворвался в г. Касторное. Здесь противник сопротивлялся с особой ожесточенностью, однако в конечном счете был разбит сводным отрядом и подоспевшими к концу дня частями 13-й и 38-й армий. 29 января была перерезана жд вост. Касторной у Евгеньевки, Лачиново. Ошеломленные появление наших танковых частей в глубоком тылу отходившие колонны немецких войск зачастую не оказывали сопротивление бросая мат. часть и сдавались в плен. С севера к Касторное еще утром 29 января вышли части подвижной группы 13А Пухова. В районе Касторное было взято в плен до 5000 солдат противника из состава 88 и 322пд немцев, 700 автомашин, 12000 лошадей с повозками. Жд эшелоны и паровозы, склады с военным имуществом. Однако и танкисты наталкивались на сопротивление и несли потери. Так в бою за Лачиково погибли командир 46тбр полк. Головкин и нач. штаба 69тбр майор Кулешев.

Отходившая от Воронежа немецкая группировка обладала намного большим запасом прочности, чем итальянские и венгерские соединения. Противник сохранил управляемость своих частей, с воздуха немцев поддерживала авиация. Успешный прорыв в тыл противника с захватом Горшечное и Касторное не был подкреплен достаточными силами для удержания "крышки" образовавшегося котла. Внутренний фронт окружения прикрывался растянутыми на 30км от Касторное до Горшечное частями 4ТК и 25гвсд. Основные силы 40А оказались растянутыми от Старого Оскола до Дона и сильного ударного кулака для удержания внутреннего фронта окружения создать не удалось. Так например приданные фронту 3 лыж. б-на вообще пришлось расформировать и распределить по другим соединениям. Они оказались маломаневренными и никакого эффекта их ввод в бой не дал.

30 января окруженные немецкие войска пошли на прорыв атаковав в Горшечном удерживавшие ее 2 полка 25гвсд. В ходе боя защищавшие Горшечное части оказались смяты и выбиты из станции. Немцы открыв коридор стали выводить свои колонны в ю-з направлении на Старый Оскол. Тем не менее попытка немцев прорваться также через позиции корпуса в районе Красная Долина была успешно отражена. Атаковавший позиции корпус отряд до 1000чел. был отбит с большими потерями. Отразив эту атаку основные силы комкор стянул в район Горшечное стремясь выбить оттуда немцев. Однако остатки немецких VII и XIII армейских корпусов продолжали упорно прорываться из окружения на Старый Оскол. Окруженные части снабжала горючим немецкая транспортная авиация. Удержать небольшими силами части 8 немецких дивизий окруженных зап. Воронежа не удалось. Впрочем борьба с окруженными группами генералов Гольвитцера и Зиберта была еще на закончена. Соединившись с гарнизоном Старого Оскола окруженные немецкие части повернули в с-з направлении стараясь прорваться к Тиму. Корпус Кравченко с 2 февраля выдвинулся на ю-з к Губкину с задачей закрыть пути отхода окруженной группировки. Остатки вырвавшихся из окружения немецких и венгерских частей продолжали отходить в направлении Тима, Курска. Части 40А после окончания Воронежско-Касторненской операции разворачивались в ю-з направлении для наступления на Белгород и Харьков. Части корпуса продолжали испытывать недостаток бензина, из-за чего часть Т-70 пришлось оставить в прежнем районе. Разведка сообщала, что дорога Старый Оскол-Тим забита колоннами противника двигавшимися в 2 ряда. В течении 5-6 февраля танкисты вели в бой в районе Теплый Колодезь, Скордное (сейчас здесь находится г.Губкин). В боях было захвачено до 2000 пленных и большие трофеи. К 10 февраля остатки окруженных групп Зиберта и Гольвитцера вышли из окружения в направлении Обояни. Однако большая часть тяжелого вооружения осталась войскам Воронежского фронта в качестве трофеев. Так в ходе операции было взято 18000 пленных, захвачено боле 500 орудий, 128 танков, более 10000 автомашин и других трофеев.

7 февраля корпус двинулся в направлении Белгорода. В этот день пришло известие о получении корпусом гвардейского звания и переименования корпуса в 5ГвТК.

Приказом НКО от 7.02.1943 года за образцовое выполнение боевых задач, стойкость, мужество, высокую дисциплину и героизм личного состава, проявленные в Сталинградской битве преобразован в 5-й гвардейский танковый корпус