Бригада формувалася як кадроване з'єднання танкових військ Сухопутних військ ЗС України.[3]
4 липня 2018 року завершилися спільні навчання «Північна фортеця — 2018» 3-ї окремої танкової бригади і 1-ї окремої танкової бригади у Чернігівській області.[4]
Станом на липень 2018 року, бригада утримувалася у скороченому складі (бригада кадру): військовослужбовцями за контрактом були укомплектовані лише органи управління та ключові посади частини.[5]
На початку серпня 2018 року на Гончарівському військовому полігоні були заплановані 45-денні навчальні збори 3-ї окремої танкової бригади Корпусу резерву Збройних Сил України. На них планувалося залучити близько трьох тисяч резервістів та військовозобов'язаних.[5]
28 травня 2019 року пресслужба бригади повідомила, що на початку травня 2019 року Генеральний штаб Збройних Сил України ухвалив рішення про переведення 3-ї окремої танкової бригади з Корпусу резерву до бойового складу. Для цього розпочалося комплектування бригади особовим складом та військовою технікою, після якої розпочнеться інтенсивна підготовка. Одне із пріоритетних завдань у ході навчань — набуття необхідної оперативної сумісності з аналогічними підрозділами НАТО. Бригада на той час мала стандартну штатну структуру українських танкових бригад — 3 танкові батальйони, бригадну артилерійську групу, служби забезпечення.[6]
У вересні 2021 року відбулося навчання бригади. За сценарієм навчань, екіпажі Т-72 мали оперативно провести розвантаження своїх танків із залізничних платформ та виконати марш до місця дислокації, використовуючи для цього польові ґрунтові шляхи.[7]
Російське вторгнення
Від 24 лютого 2022 року, з початком нової фази російсько-української війни, бригада почала розгортання. Командний склад був повністю сформований до 24 лютого, а з 25 лютого, відповідно до розпорядження Генштабу, почали мобілізовувати особовий склад. По мірі комплектування підрозділів, особовий склад вибував на різні ділянки фронту.[3]
28 лютого до Києва вибула одна рота, яка прикривала столицю на напрямку від Фастова. Частина підрозділів вибула на підтримку оборонних дій піхотних підрозділів на Запорізький напрямок.[3]
Справжнє бойове хрещення, за словами командира бригади полковника Романа Шеремета, бригада пройшла на Харківському напрямку — 15 березня відбулися запеклі бої поблизу селища Топольське Ізюмського району.[3]
24 серпня 2022 року бригаді присвоєно почесне найменування «Залізна».[8]
У вересні 2022 року бригада воювала на Харківщині у боях за Байрак, Нову Гусарівку, Балаклію.[3]
14 жовтня 2022 року, у День захисників і захисниць України, Президент вручив з'єднанню бойовий прапор зі стрічкою з почесним найменуванням.[джерело?]
В липні 2025 року офіцери 1-го танкового батальйону 3-ї танкової бригади попросили розслідувати побиття військовослужбовців заступником командира бригади. Також військові заявляють про підготовку до розформування 1-го танкового батальйону. Вони заявили, що після призначення нового командира бригади полковника Івана Лисенка він із собою привів свого друга заступником. І що ці люди впроваджують у бригаді нестатутні взаємовідносини. Військові просять ініціювати службове розслідування по причині рукоприкладства заступником командира бригади, яке командир бригади підтримує і покриває. Офіцер дозволяє собі бити особовий склад і хвалитися відеозаписами на особистому телефоні, де він садить в ями, клітки, б'є військовослужбовців і хвалиться, що у нього для побиття є батіг. За словами офіцерів 3-ї танкової бригади, готується наказ на розформування 1-го танкового батальйону. Це найкраще укоплектований танковий батальйон у цій бригаді і готується наказ на його розформування, щоб поповнити 2-й і 3-й танкові батальйони, які значно гірше укомплектовані особовим складом так і технікою. Це танкісти, які вривалися бойовими машинами і захоплювали техніку ворога, це хлопці, які жодного разу не відмовилися йти в бій. І сьогодні їх розформовують. За словами військовослужбовців, в бригаді є дуже багато підрозділів, які з моменту призначення нового комбрига полковника Івана Лисенка ще жодного разу його не бачили. Він просто сидить у себе, в бункері умовному. І всі його рішення приймаються виключно під впливом заступника, який любить саджати в ями, в клітки і бити батогом військовослужбовців.[9]
18 липня 2025 року стало відомо, що 3-тя окрема танкова Залізна бригада в ході триваючої реформи танкових підрозділів була переформатована у третю окрему важку механізовану бригаду.[10]
Озброєння
Станом на 2019 рік, бригада мала на озброєнні танки Т-72 різних модифікацій,[6] зокрема Т-72АМТ.[11]
28 серпня 2024 року пресслужба бригади показала використання танку Т-84 для захисту Харківської області від російських нападників.[12]
25 квітня 2022 — Вакуленко Сергій Олегович, сержант, командир танка. Загинув в районі села Новопрокопівка Пологівського району Запорізької області внаслідок артилерійського обстрілу.[20]
4 липня 2022 — Присяжнюк Олександр, 58 років. Отримав смертельне осколкове поранення від ворожої міни поблизу міста Слов'янськ на Донеччині[21].
15 вересня 2022 — Герасимович Василь Миколайович, старший сержант, командир танку. с. Довгалівка Харківської області[22]
2023
4 березня 2023 — Лукашевич Віктор, 53 роки, солдат. Загинув під час виконання бойового завдання під містом Куп'янськ на Харківщині[23].
21 березня 2023 — Скакунов Богдан, 25 років, солдат. Загинув під час виконання бойового завдання біля села Комісарове на Харківщині[24].
2 травня 2023 — Гелета Микола Анатолійович. Солдат, водій піхотного батальйону. Загинув в районі села Рублене Харківської області[25]
6 липня 2023 — Сасін Володимир Миколайович, старший солдат. Загинув в Харківській області[26].
28 серпня 2023 — Шквара Олександр, старший солдат. Помер під час виконання службових обов'язків на території інженерно-саперної роти своєї військової частини в селі Гусинка на Харківщині. Після важких боїв, які він пройшов, серце захисника не витримало[27].
11 грудня 2023 — Олександр Неділько, капітан медичної служби.[28]
2024
26 січня 2024 — Циганков Андрій, сапер, молодший лейтенант. Загинув на Харківщині.
9 лютого 2024 — Полончук Андрій Петрович, кулеметник. Загинув поблизу н. п. Білогорівка Сєвєродонецького району.[23]
10 лютого 2024 — Гоголь Євген, 36 років, сержант. Помер в Харківському шпиталі внаслідок ускладнень від пневмонії, на яку захворів під час бойових чергувань на фронті[24].
20 лютого 2024 — Дмитро Самар, старший солдат, водій автомобільного відділення взводу матеріально-технічного забезпечення.[23]
22 березня 2024 — Гаврілов Володимир Григорович, майор, старший офіцер служби сил підтримки. Загинув в Харківській області[27].
02024-07-011 липня2024 — Сивун Олег Вікторович, Солдат. Загинув поблизу н.п. Першотравневе Харківської області[21].
02024-07-011 липня2024 — Когут Михайло («Мішаня») , 38 років, солдат. Загинув на позиціях біля селища Степи на Харківщині[24][29].
14 липня 2024 — Гуменюк Олег Володимирович, сержант, інженерно-саперна рота. Загинув в районі н.п. Єгорівка Харківської області[30].
02024-09-1212 вересня2024 — Римар Олександр Миколайович. 39 років, с. Виноградне Мурованокуриловецької громади на Вінниччині. Загинув на Харківщині[31]
02024-09-1515 вересня2024 — Радич Дмитро Олексійович. 32 роки, с. Нещеретове Білокуракінської громади Луганської області. Загинув на рідній Луганщині[31]
22 листопада 2024 — Приведа Олексій Анатолійович, молодший сержант. Помер під час проходження військової служби в м. Ярмолинці[32].
10 грудня 2024 — Віт Сергій, 33 роки, молодший сержант. Загинув унаслідок вогневого ураження ворожим дроном поблизу села Степи в Ізюмському районі Харківщини[21].
2025
17 січня 2025 — Богдан Горбулько, 12.04.1986, капітан, командир роти вогневої підтримки[33].
22 січня 2025 — Богдан Гусак, 17.01.1995, м. Хмельницький. Командир мінометного розрахунку. Загинув під час виконання бойового завдання на Харківщині[34].
4 березня 2025 — Сіранчук Ігор Миколайович, головний сержант. Загинув в Харківській області[35].
22 травня 2025 — Сергій Юрійович Демиденко, 26 років. Загинув на Харківщині.
Традиції
Указом Президента України № 606/2022 від 24 серпня 2022 року бригаді присвоєно почесне найменування «Залізна».[8]
