Начал формироваться на основании Директивы НКО № 1105709сс от 26.11.1942 в Московском АБТ центре (Костерево) на базе управления 14ТК. Срок готовности - 6 декабря 1942 г. В состав корпуса вошли 51-я (полковник Михайлов), 54-я (полковник Студеникин), 55-я (подполковник Пашков) механизированные бригады. Командиром корпуса стал генерал-майор танковых войск Семен Ильич Богданов.

Формирование корпуса проходило очень быстро. В конце ноября бригады получали технику (танки Т-34 и Т-70, а также автомашины ЗИС и Газ с заводов в Горьком). 1- 6 декабря проходило обучение личного состава, а уже 6 декабря началась погрузка в эшелоны. Первоначально станцией выгрузки был назначен Калач в Воронежской области. Однако вскоре корпус был перенаправлен в состав 2ГвА, перебрасываемой под Сталинград.

С 18 по 20 декабря части корпуса выгружались на ст.Иловля, откуда маршем двигались на юг в обход кольца окружения. С 12 декабря части Сталинградского фронта вели кровопролитные оборонительные бои отражая наступление Манштейна стремившегося деблокировать окруженную армию Паулюса. На 19 декабря 1942г. насчитывал: л/с - 13340 человек: 1751 офицер, 4213 сержантов, 7376 рядовых; 195 танков: 117 Т-34, 78 Т-70.

19 декабря корпус сосредоточился в районе Бабаев. 20-23 декабря части корпуса совершают марш в районе Зеты, где приводит себя в порядок. К исходу 24 декабря сосредоточение 2ГвА было завершено и с утра 24 декабря армия перешла в наступление. 6МК действовал на правом фланге 2ГвА на стыке с 51А. В течении 24 декабря прикрываясь арьергардами немецкая ударная группировка отходила за р.Аксай. 6МК было приказано совершить марш и сосредоточиться к 25 декабря в х.Аксай, Перегрузный. С утру 26 декабря бригады корпуса перешли в наступление в направлении Самохин, Жутов 2-й. Наша атака первоначально встретила сильный огонь пт артиллерии, однако вскоре противник был здесь опрокинут и начал отход к рубежу р. Аксай Курмоярский. К исх. дня корпус вышел к высотам сев. Шарнутовского. Перед корпусом действовали остатки разбитых румынских частей. За день было взято 200 пленных, захвачено 50 орудий и других трофеев. Потери корпуса составили 3 Т-34 сгоревшими и 9 подбитыми. Утром 27 декабря завязался бой за Шарнутовский и Пимен-Черный. Лишь к 15:00 противник был выбит из этих нп. Разведка выдвинутая в южном направлении захватила х.Поперечный. С утра 28 декабря основные силы корпуса продолжили наступление на Караичев и далее на Котельниково. На подступах к Караичев наши наступающие части встретили сильный огонь артиллерии. С воздуха корпус бомбили немецкие самолеты. К исходу дня Караичев был очищен от врага. К исх. дня корпус насчитывал в своих танковых полках: 27 Т-34, 29 Т-70. Продолжая с утра 29 декабря наступление танкисты вышли к обеду с востока к Котельниково и Нагольный. С запада к Котельниково вышел 7ТК Ротмистрова. К исходу дня ст.Котельниково была взята танкистами Ротмистрова.

Наступление войск Сталинградского фронта (24 - 31 декабря 1942 г.)

6МК продолжая наступление утром 30 декабря овладел ст. Семичная. 31 декабря состоялся жарки бой за Комиссаровский. Корпус потерял 300чел. убитыми и ранеными, 9 Т-34. Противник был выбит из Комиссаровского и к исходу 31 декабря передовой отряд корпуса овладел Дубовское. Выделенная для рейда в направлении Цымлянской 54мбр, усиленная танками Т-34 из состава 2ГвМК вела 1-2 января бои за Цымлянскую. Во второй половине 2 января переправившись через Дон бойцы 54мбр овладели Цымлянской. Здесь был освобожден лагерь военнопленных с 1500чел. Потери бригады составили 250чел., 3 Т-34.

1-2 января немецкие войска продолжили отход вдоль жд от Ремонтной к Зимовникам, куда еще 30 декабря вышли танкисты 3ГвМК. Однако овладеть Зимовниками сходу танкисты Вольского не смогли. Сюда с Кавказа была переброшена моторизованная дивизия SS "Викинг", с с-в отходили части 17 и 23тд. Наступая вдоль р.Сал 51 и 55мбр овладели Веселый Гай и Атаманский, а передовые части ворвались с севера в Зимовники. 3 января подтянув резервы противник контратаковал наши войска и выбил их из Веселого Гая и Атаманского. Потери корпуса составили 12 танков, 12 орудий и 400чел. убитыми и ранеными. Большие потери понесла 55мбр. Был ранен ее командир, убиты и ранены все три командира стрелковых батальонов. Со стороны Цымлянской подходила 54мбр. Части корпуса как и вся 2ГвА испытывали большие проблемы с горючим и боеприпасами. Базы снабжения находились в 400км и доставка из них предметов снабжения была сильно затруднена.

4-6 января корпус приводил себя в порядок сев. Зимовников, удерживая рубеж по р.Верх. Куберле от Верх. Серебряковки, до Стояновского. Противник нанес 7 января сильный авиаудар по 55мбр у Стояновского. Был выведен из строя весь штаб бригады. Подошедшая от Цымлянской 54мбр перешла в атаку на Атаманский но сходу взять его не смогла. Всего с 25 декабря потери корпуса составили: безвозвратно 23 Т-34, 22 Т-70, требовали капитального ремонта 18 Т-34 и 1 Т-70, текущего ремонта 22 Т-34 и 18 Т-70. На ходу оставалось 26 Т-34 и 19 Т-70.

8 января прикрываясь арьергардами противники оставил Зимовники и продолжил отход за р.Ниж. Куберле. Преследуя его к 9 января части корпуса вышли на рубеж Буденный, Илловайский, Кутейниково на р.Ниж. Куберле.

11 января был получен приказ Народного Комиссара Обороны Сталина о преобразовании 6-го мехкорпуса в 5-й гвардейский механизированный корпус. Корпусу также присваивалось почетное наименование "Зимовниковский".