4-я танковая бригада начала формироваться 19 августа 1941 г. в г. Прудбой Сталинградской области (Приказ Командующего СКВО от 19.08.1941 г.).
По личному указанию тов. Сталина формирование бригады начал полковник Катуков и батальонный комиссар Бойко.
Основой формирования 4-й танковой бригады явились кадры 15-й танковой дивизии, имевшие боевой опыт, полученный в советско-финляндской войне 1939/40 гг и в начальный период ВОВ.
4-я отд. танковая бригада сформирована на основании Директивы Зам. НКО № 725373сс от 14.09.1941 г. в Сталинграде. Постановлением ГКО № 671сс от 13.09.1941 г. ГАБТУ было обязано закончить формирование бригады к 20 сентября 1941 г. Боевые машины Т-34 получены с конвейера Сталинградского тракторного завода. В сборке машин принимали участие члены экипажей. Рота тяжелых танков КВ-1 прибыла с Урала. Всего получено 46 танков (есть версия о 56 танках 6 КВ, 20 Т-34 30 БТ-7). Мотострелковый батальон сформирован из уроженцев Сталинградской и Саратовской областей. Артиллерийские подразделения сформированы из частей 15-й тд.
Со слов бывшего комиссара танкового полка бригады Катукова полковника запаса Я. Я. Комлова на вооружение полка поступили 7 тяжелых танков КВ и 22 танка Т-34.
Формирование и сколачивание бригады длилось недолго - уже 22-го сентября 1941 г. Ставка Верховного Главнокомандования отдала приказание о передислокации 4-й танковой бригады в подмосковную Кубинку:
«Ставка Верховного Главнокомандования приказала 4-ю танковую бригаду из Сталинграда передислоцировать в Кубинку. Погрузку провести на станции Сталинград. Выгрузку - на станции Кубинка. Начало погрузки - 08.00 23 сентября.
Формируемый для бригады батальон танков иметь к приходу бригады в Кубинке.
Бригаду отправить, обеспечив: боеприпасами - 2 боекомплекта, горючим - 2 заправки, продовольствием - на путь следования 4 суток и выгрузочным запасом на 3 суток.
Получение подтвердить. Исполнение донести.
Василевский.
Боков».
К моменту передислокации бригады в Кубинку бригада имела лишь 29 танков (7 KB и 22 Т-34), собранных в первом батальоне танкового полка. Утром 28 сентября 1941 г. бригада сосредоточилась в д. Окулово, в районе ст. Кубинка. По прибытии в Кубинку полк бригады получил второй танковый батальон, укомплектованный отремонтированными танками БТ (31 легкий танк - БТ-7, БТ-5). 3 октября 1941 г., закончив формирование, вошла в оперативное подчинение отд. гв. корпуса ген.-майора Лелюшенко.
26 октября 1941 г. бригада переподчинена 16-й армии Западного фронта.
Приказом НКО СССР за № 337 от 11 ноября 1941 - 4-я танковая бригада преобразована в 1-ю гв. танковую бригаду.