تم تشكيل الكتيبة في مدينة الميادين شرقي دير الزور بعد عام على انطلاقة الثورة السورية في 20 مارس \ آذار عام 2012، حيث شاركت في العديد من العمليات النوعية في منطقة الميادين.

مطلع يوليو \ تموز عام 2012 اندمجت الكتيبة مع عدد من كتائب الميادين مشكلين (لواء أسود السنة)، حيث شاركت ضمن صفوفه في العديد من العمليات النوعية وعمليات ضرب المقار الأمنية في الميادين، مع تسارع وتيرة العمليات العسكرية التي بدأت تأخذ شكل عمليات تحرير.

لاحقاً في 11 نوفمبر \ تشرين الثاني عام 2012 أعلن عن انضمام الكتيبة إلى صفوف (جبهة الأصالة والتنمية) دون اسم اللواء الذي تتبع له، ليعود (لواء أسود السنة) بعد انشقاق بعض كتائبه لإعلان انضمامه إلى صفوف (جبهة الأصالة والتنمية) مطلع ديسمبر \ كانون الأول عام 2012، ولتعود (كتيبة أسامة بن زيد) للعمل ضمن صفوف (لواء أسود السنة) الذي بات تابعاً لـ (جبهة الأصالة والتنمية)، كما بقيت ضمن صفوفه أثناء انضمامه لاحقاً بدايات أكتوبر \ تشرين الأول 2013.

شاركت الكتيبة ضمن صفوف اللواء في معارك (تحرير الميادين - تحرير كتيبة المدفعية - حصار مطار دير الزور العسكري - معارك حي الصناعة في مدينة دير الزور)

لاحقاً مطلع العام 2014 اندلعت المواجهات بين فصائل المنطقة الشرقية وبين تنظيم الدولة، وهي المعارك التي اعتزلها لواء أسود السنة بكتائبه المنضمة إليه، حتى تمكن (تنظيم الدولة) من السيطرة بشكل كامل على الأجزاء المحررة من محافظة دير الزور في يوليو \ تموز عام 2014، وليتم بذلك حل اللواء بشكل فعلي مع الكتائب المشكلة له.