Создана в июле 1940 г. в составе Черноморского флота с главной базой в Измаиле. Имела в своем составе следующие корабельные силы: дивизион мониторов (Удалой, Мартынов, Ростовцев, Железняков, Жемчужин), дивизион бронекатеров (22 ед. пр.1125), отряд катеров-тральщиков (типа Р - 5 ед., деревянных - 2 ед.), отряд полуглиссеров (6 ед.), минный заградитель Колхозник, штабной корабль Буг, плавучая мастерская ДМ-10, госпитальное судно Советская Буковина, два колесных буксира, а также 12 различных катеров и шхун. Кроме корабельных сил флотилия имела 96-ю истребительную авиаэскадрилью, 46-й отдельный зенитный артиллерийский дивизион, отдельную местную стрелковую роту, 17-ю пулеметную роту, а также Дунайский сектор береговой обороны в составе шести батарей береговой артиллерии (152-мм подвижной № 725, 152-мм подвижной № 724, 130-мм стационарной № 717, 45-мм противокатерной подвижной № 65 и 75-мм стационарной № 7). Флотилии оперативно подчинялся дивизион морской пограничной охраны НКВД (до 30 катеров, в том числе четыре типа МО-2) которые с началом военных действий вошли в ее состав.
С началом Великой Отечественной войны флотилия вела боевые действия во взаимодействии с войсками Южного фронта на реках Дунай, Буг, Днепр, у берегов Керченского пролива. На Дунае погибли бронекатера: № 114 от удара авиации 1 июля, а также от артиллерийского огня № 112 - 8 июля, N" 113 и № 134 -11 июля, № 133 (398) - 18 июля.
После ухода 19 июля с Дуная, мониторы Жемчужен и Ростовцев перешли на Днепр в состав Пинской флотилии. Остальные корабли и катера флотилии сосредоточились в Николаеве, где производили ремонт. По мере восстановления своей боеспособности корабли начинали оказывать огневую поддержку отступающим войскам. При этом 18 августа прямо в Николаеве от артиллерии противника погиб бронекатер N"404. После оставления Николаева три монитора и оставшиеся в строю 16 бронекатеров прорвались к Херсону. При этом 18 августа монитор Мартынов с бронекатерами № 101, 102, 103 и 104 поднялись в район Никополь-Запорожье, где поддерживали войска 18А. После отхода войск от Днепра, 18 сентября монитор и бронекатера взорваны экипажами. Уже 3 сентября, когда германские войска захватили Херсон и вышли к устью Днепра, для усиления отряда во главе с монитором Мартынов, послали бронекатера № 301 (202), 304 (203), 401 и 402. Прорваться смогли только два последних, остальные погибли. Правда и прорвавшиеся катера дальше Каховки не прошли и вскоре смогли вернуться обратно. Мониторы Ударный и Железняков с двумя отрядами бронекатеров остались в районе Очакова. 18 августа при эвакуации войск из Херсона, потоплен бронекатер № 201. 19 сентября у Кинбуриской косы авиация потопила Удалой, 21 сентября - бронекатер N- 401. Железняков, бронекатера №105, 202, 204, 205, 302, 303, 401 и 402, а также пять катерных тральщиков 25 сентября ушли в Севастополь, и в октябре перешли в Керчь. В ноябре 1941 г. флотилию расформировали, а Железняков и уцелевшие катера передали в Азовскую военную флотилию и Керченскую ВМБ.
Вновь Дунайская военная флотилия сформирована 13 апреля 1944 г. в составе Черноморского флота на базе расформированной Азовской военной флотилии. В июле-августе боевая деятельность флотилии в основном сводилась к под-
держке приморского фланга фронта и тралению в районе Одесса-Очаков. В частности 21-23 августа она содействовала 46А в форсировании Днестровского лимана. Наконец 24-28 августа катера флотилии осуществили прорыв обороны противника и вошли в дельту Дуная. 30 августа флотилия оперативно подчинена командующему 3-м Украинским фронтом.
На 1 сентября 1944 г. корабельный состав Дунайской военной флотилии входил в Керченскую бригаду бронекатеров и 4-ю бригаду речных кораблей. Бригада бронекатеров состояла из 1-го гвардейского дивизиона: бронекатера пр.1224 № 71 (308), 75 (319), 314 (306), 32 (316), 33 (317), 324 (307), 215 (422), 335 (373), 336 (306), 337 (371), 338 (372) и бронекатера пр.С-40 №331 (331), 333 (335), 323 (336); 3-го дивизиона: бронекатера пр. 1124 № 111 (112), 112 (113), 221 (424), 339 (319), 121, (116) и бронекатера пр. 1125 № 124 (401), 313 (384), 323 (389), 131 (394), 132 (395), 134 (399), 322 (390); 4-го дивизиона: бронекатера пр.1124 № 411 (414), 412 (415), 422 (375), 423 (416), 424 (418), 431 (419), 432 (420), 434 (305). При этом катера up.1124 с заводскими N-306-308, 319 вместо одной 76-мм башни имели на вооружении НУРС М-13-М, а катер заводской № 317 - зенитный автомат 70-К. Катера пр. 1125 с заводскими № 401, 384, 395, 399 были дополнительно вооружены НУРС М-8-М.
В состав 4-й бригады речных кораблей входили монитор Железняков; 5-й дивизион бронекатеров пр.1125 № 3 (150), 4 (158), 5 (159), 6 (160), 7 (151), 8 (161), 231 (143), 232 (144), 233 (392), 234 (393), 241 (136), 242 (137), 243 (138), 244 (139); 1-й дивизион минных катеров с НУРС типа Я-6 (16 ед.), 19-й дивизион речных тральщиков (12 ед.) и отряд полуглиссеров (26 ед.). Правда, часть катеров флотилии находилась в ремонте и в различных базах ЧФ, в том числе Туапсе и Поти. В составе флотилии имелся сектор береговой обороны, состоящий из четырех подвижных батарей (№№ 524, 786, 508, 492 - по четыре 152-мм орудий каждая), минометная батарея № 1026 (четыре 120-мм миномета) и плавучая батарея № 4 (три 100-мм орудия). Кроме этого имелись отдельный батальон морской пехоты, отдельный зенитный артиллерийский дивизион, отдельный химический дивизион.
16 октября флотилия выходит из состава ЧФ и становится самостоятельным объединением ВМФ, подчиненным непосредственно Наркому ВМФ. Базировалась на Одессу, а с августа 1944 г. - на Измаил. По состоянию на 8 апреля 1945 г. в составе флотилии имелось две бригады речных кораблей: 1-я Керченская краснознаменная и 2-я Сулинская. В 1-ю бригаду входили бывшие румынские мониторы Керчь, Азов и Измаил, а также бронекатера пр. 1124 № 32 (316), 75 (319), 215 (422), 335 (373), 337 (371), 314 (306), 71 (308), 161 (314), 324 (307), 33 (317), 336 (308), 115 (313), 154 (377), 162 (315), 163 (316), 111 (112), 121 (116), 221 (424), 411 (414), 422 (375), 412 (415), 431 (419), 432 (420), 433 (304), 434 (305), 423 (416), 164 (317); бронекатера пр. 1125 № 124 (401), 131 (394), 134 (399), 132 (395), 399 (309), 322 (390); бронекатера пр.С-40 № 333 (335), 321 (336), 331 (331). Во 2-ю бригаду входили монитор Железняков, бывшие румынские Бердянск и Мариуполь, а также бронекатера пр. 1125 № 3 (150), 4(158), 5 (159), 6(160), 7 (151), 8 (161), 231 (143), 232 (144), 233 (392), 234 (393), 241 (136), 242 (137), 243 (138), 244 (139), 313 (384). Корабли флотилии прошли с боями по Дунаю свыше 2 тыс. км, высадили 18 тактических десантов, переправили до 900 тыс. человек, свыше 1,5 тыс. танков и САУ, 7 тыс. орудий и миномётов, 450 тыс. т грузов.
Флотилией в годы войны командовали: контр-адмирал И.О. Абрамов (июль 1940 г. - сентябрь 1941 г.); контр-адмирал А.С. Фролов (сентябрь-ноябрь 1941 г.); контр-адмирал, с 25.09.1944 г. вице-адмирал С.Г. Горшков (апрель-декабрь 1944 г.); контр-адмирал Г.Н. Холостяков (с декабря 1944 г. до конца войны). В 1960 г. флотилия расформирована.