Elle participa également à des batailles essentielles comme la première bataille de Smolensk, où après une campagne difficile de deux mois les troupes allemandes prirent la ville, et à la bataille de Moscou, à l'issue de laquelle la contre-attaque hivernale de l'Armée rouge, sous les ordres du maréchalJoukov, repoussa le Groupe d'armées centre à plus de 110 km de la capitale.
Après la guerre, son quartier général fut transféré en RSS de Biélorussie, où il fut réorganisé en pour former l'éphémère commandement du district militaire de Biélorussie et Lituanie. À cette époque, la 3e armée comprenait trois corps de fusiliers et neuf divisions de fusiliers. Toutes ces unités furent par la suite dissoutes à l'exception de la 120e division de fusiliers de la Garde(ru).
↑'Vitebsk army group BOVO (СВЭ, Ô.8, ß.106.)(СВЭ, т.8, с.106.); ЗапОВО (А. Г. Ленский, Сухопутные силы РККА в предвоенные годы. Справочник. — Санкт-Петербург Б&К, 2000).