Сформирована с 02.09.1941 года по 03.10.1941 года в посёлке Костерево Московской области.
В действующей армии: с 03.10.1941 по 21.12.1941, с 29.03.1942 по 26.12.1942 и с 01.02.1943 по 18.02.1944 года.
С началом операции «Тайфун» направлена в действующую армию. В 12-00 04.10.1941 года первый эшелон бригады прибыл в Мценск. 06.10.1941 года вступила в бой, действуя из засад северо-западнее Мценска в двух километрах к юго-западу от деревни Железница, вела тяжёлые бои, зачастую попадая в полуокружения. Совместно с 4-й танковой бригадой, на том участке бригада вела бои в течение октября 1941 года, понесла большие потери, вплоть до того, что 02.11.1941 года было принято решение о расформировании бригады.
Из воспоминаний генерал-полковника Л. М. Сандалова:
«К вечеру 24 октября из района Мценска возвратился на самолете наш делегат. Плохие новости доложил он Захарову: — Тяжесть удара противника легла в основном на плечи 6-й гвардейской стрелковой дивизии и 11-й танковой бригады. Главным образом они в течение двух суток сдерживают натиск в несколько раз превосходящих их сил противника. Нанесли им значительный урон в людях и боевой технике, особенно в танках. Но и сами понесли очень большие потери. Сегодня пал на поле боя командир танковой бригады подполковник В. А. Бондарь. В общем наши войска под Мценском поредели и едва ли продержатся до завтрашнего утра.»
На 18.11.1941 года находилась во втором эшелоне левого фланга Западного фронта и была вынуждена отходить из района Епифани. К вечеру 20.11.1941 года вела бои в районе Болохово. На 21.11.1941 года обороняла непосредственные подступы к Веневу. 23.11.1941 года участвовала в контрнаступлении, нанося удар на Семьянь. На 27.11.1941 года отходила с боем в северо-восточном направлении с рубежа реки Осётр.
В 1942 году ведёт локальные бои на рубеже юго-западнее Юхнова.
В конце 1942 года принимала участие в Ржевско-Сычевская операции, в её рамках участвовала Погорело-Городищенской операции, понесла большие потери.
В начале 1943 года, не закончив переформирование, направлена на Юго-Западный фронт, совершила марш своим ходом в район Донбасса, пройдя за 13 дней около 700 километров, наступала в направлении Красноармейска, затем отошла на рубеж реки Северский Донец.
Участвовала в Донбасской стратегической наступательной операции и Запорожской операции 1943 года.
28.08.1944 года преобразована в Харькове в 9-ю учебную танковую бригаду.
