Na bazie 8 Dywizji Pancernej sformowano 130 Brygadę Pancerną, a na bazie 32 Dywizji: 1 Brygadę Pancerną i 8 Brygadę Pancerną.
Od września 1942 do grudniu 1942 roku korpus walczył w składzie: 57 Armii a następnie 5 Armii Uderzeniowej Frontu Stalingradzkiego. 4 KZmech. 23 listopada 1942 połączył się z 4 Korpusem Pancernym pod Kałaczem zamykając pierścień okrążenia wokół wojsk niemieckich walczących w Stalingradzie.
Rozkazem NKO nr 394 z 18 grudnia 1942 roku 4 Korpus Zmechanizowany przeformowano w 3 Gwardyjski Korpus Zmechanizowany.
Dowódcy korpusu generał major Michaił Potapow – 04 czerwca 1940 – 17 stycznia 1941, generał major Andriej Własow – 17 stycznia 1941 – lipiec 1941.
Skład korpusu I formowanie Pierwsze formowanie Korpusu rozpoczęto w lipcu 1940 roku w Kijowskim Specjalnym Okręgu Wojskowym. Dowództwo Korpusu mieściło się we Lwowie na terenie świeżo zajętej Ukrainy.