Бойцы бригады участвовали в освобождении Херсона и Херсонской области, а также боях за Бахмут. 9 мая 2023 года бронегруппы 3-й отдельной штурмовой бригады ВСУ, созданной на базе полка «Азов», предприняли контратаку в районе Клещиевки к юго-западу от Бахмута. Наступление украинских войск сопровождалось артиллерийским огнем, корректируемым с дронов, также в бой пошли танки и БМП, что позволило вклиниться в оборону российских войск.

После прорыва российской армии в Авдеевке 4 февраля 2024 года, 3-я отдельная штурмовая бригада была переброшена в Авдеевку, где обеспечила отступление гарнизона Авдеевки.