Бригада формувалася як кадроване з'єднання танкових військ Сухопутних військ ЗС України.[2]
4 липня 2018 року завершилися спільні навчання «Північна фортеця — 2018» 3-ї окремої танкової бригади і 1-ї окремої танкової бригади у Чернігівській області.[3]
Станом на липень 2018 року, бригада утримувалася у скороченому складі (бригада кадру): військовослужбовцями за контрактом були укомплектовані лише органи управління та ключові посади частини.[4]
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.[4]
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.[5]
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.[6]
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.[2]
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.[2]
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.[2]
24 серпня 2022 року бригаді присвоєно почесне найменування «Залізна».[7]
У вересні 2022 року бригада воювала на Харківщині у боях за Байрак, Нову Гусарівку, Балаклію.[2]
14 жовтня 2022 року, у День захисників і захисниць України, Президент вручив з'єднанню бойовий прапор зі стрічкою з почесним найменуванням.[джерело?]
Озброєння
Станом на 2019 рік, бригада мала на озброєнні танки Т-72 різних модифікацій,[5] зокрема Т-72АМТ.[8]
28 серпня 2024 року пресслужба бригади показала використання танку Т-84 для захисту Харківської області від російських нападників.[9]
25 квітня 2022 — Вакуленко Сергій Олегович, сержант, командир танка. Загинув в районі села Новопрокопівка Пологівського району Запорізької області внаслідок артилерійського обстрілу.[17]
15 вересня 2022 - Герасимович Василь Миколайович, старший сержант, командир танку. с.Довгалівка Харківської області[18]
2 травня 2023 року в районі населеного пункту Рублене Харківської області загинув солдат, водій піхотного батальйону Гелета Микола Анатолійович[19]
6 липня 2023 - Сасін Володимир Миколайович, старший солдат. Загинув в Харківській області[20].
11 грудня 2023 — Олександр Неділько, капітан медичної служби.[21]
2024
9 лютого 2024 — Полончук Андрій Петрович, кулеметник. Загинув поблизу н. п. Білогорівка Сєвєродонецького району.[22]
20 лютого 2024 — Дмитро Самар, старший солдат, водій автомобільного відділення взводу матеріально-технічного забезпечення.[22]
22 березня 2024 - Гаврілов Володимир Григорович, майор, старший офіцер служби сил підтримки. Загинув в Харківській області[23].
1 липня 2024 - Сивун Олег Вікторович, Солдат. Загинув поблизу н.п. Першотравневе Харківської області[24].
14 липня 2024 - Гуменюк Олег Володимирович, сержант, інженерно-саперна рота. Загинув в районі н.п. Єгорівка Харківської області[25].
02024-09-1212 вересня2024 — Римар Олександр Миколайович. 39 років, с. Виноградне Мурованокуриловецької громади на Вінниччині. Загинув на Харківщині [26]
02024-09-1515 вересня2024 — Радич Дмитро Олексійович. 32 роки, с. Нещеретове Білокуракінської громади Луганської області. Загинув на рідній Луганщині [26]
22 листопада 2024 - Приведа Олексій Анатолійович, молодший сержант. Помер під час проходження військової служби в м. Ярмолинці[27].
2025
17 січня 2025 - Богдан Горбулько, 12.04.1986, капітан, командир роти вогневої підтримки[28].
22 січня 2025 - Богдан Гусак, 17.01.1995, м. Хмельницький. Командир мінометного розрахунку. Загинув під час виконання бойового завдання на Харківщині[29].
4 березня 2025 - Сіранчук Ігор Миколайович, головний сержант. Загинув в Харківській обл[30].
Традиції
Указом Президента України № 606/2022 від 24 серпня 2022 року бригаді присвоєно почесне найменування «Залізна».[7]
