В октябре 1935 г. на базе 99 управления начальника строительных работ и Новоград-Волынского укрепрайона КОВО началось формирование 45 сд с использованием личного состава 44, 72, 100 сд. Формирование завершилось к 1 октября 1936 г. (приказ войскам КВО N 0186 от 10 ноября 1936 г.). Вступила в Великую Отечественную войну.
Входила в состав 8 ск КОВО (с мая 1938), 15 ск 5 армии Украинского фронта (сент.-окт. 1939), КОВО (нояб. 1939-1941).
Дивизия участвовала в походе в Западную Украину (сент. 1939), в строительстве Новоград-Волынского УР (1937, 1938, 1939), в оборонительных работах в Западной Украине (1940).