Sư đoàn 6 được thành lập đầu tiên vào ngày 20 tháng 12 năm 1965, cùng với Sư đoàn 1 là những sư đoàn chủ lực của Mặt trận Tây Nguyên. Biên chế gồm Trung đoàn 24A và Trung đoàn 88, tiểu đoàn pháo binh 200, 1 tiểu đoàn súng máy cao xạ, 1 tiểu đoàn trinh sát, 1 đại đội công binh. Tuy nhiên, do các Trung đoàn 24 và 88 đang trên đường hành quân vào chiến trường, nên Sư đoàn 6 chỉ mới hình thành Bộ tư lệnh, cơ quan sư đoàn và một số đơn vị trực thuộc. Vì vậy, đến tháng 9 năm 1966, Bộ Tư lệnh B3 ra quyết định giải tán Sư đoàn bộ binh 6 và Sư đoàn bộ binh 1 (vốn là Sư đoàn bộ binh 325B đổi phiên hiệu). Mãi đến giữa tháng 4 năm 1968, Sư đoàn 325C vào đến chiến trường Tây Nguyên. Phiên hiệu Sư đoàn 6 được sử dụng cho đơn vị này, biên chế gồm các Trung đoàn bộ binh 95C và 101D. Đến mùa khô năm 1968, Bộ Tổng tư lệnh đã giải thể Sư đoàn 6 và điều động các đơn vị vào miền Đông Nam Bộ để tăng cường cho lực lượng ở miền Đông Nam Bộ vốn bị tổn thất nặng nề.