Сформирована 10 октября 1941 года путём переименования по общевойсковой нумерации 3-я Крымская мотострелковой дивизии[1].П. И. Батов писал[2]: «Из так называемых крымских дивизий быстро выделилась своей сколоченностью 172-я. Под руководством полковника И. Г. Тороппева она росла как на дрожжах. Это был опытный командир, умница, учил солдат именно тому, что нужно им в бою. У него были хорошо подготовленные командиры полков — И. Ф. Устинов и П. М. Ерофеев. Дивизия создавалась как мотомеханизированное соединение, поэтому в ней кроме стрелковых был танковый полк. Славный 5-й танковый полк!.. Наименование этой воинской части и фамилию её командира майора С. П. Баранова надо бы золотыми буквами вписать в историю обороны Крыма.»
На 18 октября 1941 года занимала позиции под Красноперекопском и вступила в бой с частями немецких 170-й и 73-й пехотных дивизий, стремившихся прорваться к устью реки Чатырлык. По 28 октября 1941 года при поддержке 5-го танкового полка дивизия удерживала свои позиции по реке Чатырлык. С 29 октября 1941 года по приказу осуществляет отход на тыловой оборонительный рубеж, проходивший по линии Советский, Новоцарицыно, Саки.
В боях на Ишуньских позициях полки дивизии понесли тяжёлые потери, 383-й, 514-й и 747-й полки имели в своём составе не более 300 бойцов, артполк дивизии имел всего два 76-мм орудия. Общая численность 172-й стрелковой дивизии, к моменту выхода к Севастополю, составляла чуть более тысячи человек. Вместе с тем, в Севастополь из городов Крыма был выведен призывной контингент, ранее имевший «броню» от призыва (ценные работники, специалисты, а также часть осеннего призыва 1941 года). Вместе с арьергардными частями в Севастополь вышли ещё 1,8 тыс. человек (остатки сапёрного батальона, 747-го полка, остатки батальона связи и т. п.). Оставшиеся подразделения дивизии были сведены в один, 514-й стрелковый полк двухбатальонного состава.
10 ноября 1941 года в состав 172-й стрелковой дивизии вошёл 31-й стрелковый полк. С этого момента дивизия находилась на обороне 2-го сектора Севастопольского оборонительного района, протяжённостью 18,5 километров. В ходе 2-го штурма советские войска в секторе, в основном, удержали свои позиции. После отражения штурма дивизия в двухполковом составе, переброшена в 4-й сектор обороны, и она занимает позиции на правом фланге 95-й стрелковой дивизии. В наступлениях января-марта 1942 года дивизия несёт тяжёлые потери. 7 марта 1942 года из состава дивизии был выведен 31-й стрелковый полк (передан в 25-ю стрелковую дивизию), а в составе 172-й дивизии с марта 1942 года начато формирование второго полка дивизии: 747-го. К маю 1942 года полк был почти полностью сформирован, и было начато формирование нового 388-го стрелкового полка. К началу 3-го штурма в полку был сформирован один стрелковый батальон и ряд вспомогательных подразделений.