La VI Legio Ferrata, insieme alla VI Legio Victrix, fu composta inizialmente da un nucleo di veterani della gloriosa VI Legio, una delle unità agli ordini di Giulio Cesare. A partire dal 52 a.C., ma forse da prima, tale legione partecipò alla grande campagna gallica (58-50 a.C.); in seguito, prese parte alla spedizione di Cesare contro Pompeo Magno in Spagna, nel 49 a.C. Dopo aver partecipato all'assedio di Massilia, la VI ritornò in Italia, dove, imbarcatasi a Brindisi, prese parte allo scontro finale fra Cesare e Pompeo a Farsalo, il 9 agosto del 48 a.C. Prima di essere congedata dallo stesso Cesare, con gradi onori, nel 46 a.C., la Sesta legione combattè vittoriosamente anche in Oriente, a Zela, nell'agosto del 47 a.C.
Da questa eccezionale legione, durante la guerra civile seguita alla morte di Cesare, fu raccolto un certo numero di esperti legionari, che confluirono in due nuove formazioni: la VI Legio Ferrata, agli ordini di Marco Antonio, e la VI Legio Victrix, una delle legioni di Ottaviano. Il titolo di Ferrata è attestato per la prima volta in questo periodo, nel 42 a.C. (CIL IX 1613): si tratta di un nome che faceva riferimento alla tenacia e alla resistenza dei propri uomini in battaglia: non si può infatti trattare di un riferimento all'utilizzo della lorica segmentata da parte dei suoi legionari, dato che questa comparve in dotazione alle legioni imperiali almeno mezzo secolo dopo.
La VI Ferrata prese parte alla campagna partica di Marco Antonio nel 36 a.C., per poi partecipare alla definitiva sconfitta del grande avversario di Ottaviano ad Azio nel 31 a.C.
La legione entrò poco dopo Azio a far parte dell'esercito vincitore, e venne inviata da Ottaviano in Siria, quella che diverrà la sede principale della legione per il resto della sua storia.
Sicuramente durante il regno di Tiberio (14-37 d.C.), forse già prima, la legio VI Ferrata stabilì i propri acquartieramenti ad est di Apamea. Nel 4 a.C., alla morte di Erode il Grande, la VI Ferrata, insieme alla III Gallica e alla X Fretensis, sotto il comando di P. Quinctilius Varus, il futuro comandante delle forze romane a Teutoburgo, costituì la guarnigione romana a Gerusalemme; assediata da una rivolta scoppiata in città, compì un repentino attacco al grande Tempio ebraico, dove raccolse un notevole bottino di 400 talenti.
Alla morte di Germanico, nel 19 d.C., la VI Ferrata si ammutinò, pensando che l'imperatore Tiberio avesse ordinato l'assassinio del figlio adottivo, particolarmente amato dai legionari di tutto l'impero. La faccenda si risolse con la rimozione di Cn. Calpurnius Piso dalla carica di governatore di Siria; a ricoprirne il ruolo ad interim fu Pacuvius, legatus della VI Ferrata: ciò indica che la legione e i suoi comandanti erano riconosciuti in quell'epoca come la massima autorità politica di Roma nella regione.
La legio Ferrata fu una delle poche a non celebrare il prefetto del pretorio Seiano, che si era in pratica sostituito alla guida dell'impero a Tiberio fino al 31 d.C.; i legionari non accolsero nemmeno la sua immagine fra le insegne legionarie: per questo, essi ricevettero un encomio personale da parte di Tiberio.
Nel 54 d.C., considerando l'aggravarsi dei rapporti con i Parti a causa del conteso regno d'Armenia, l'imperatore Nerone ridispose le forze romane lungo le frontiere mediorientali; la VI Ferrata fu posta agli ordini di Cn. Domitius Corbulo, governatore della Cappadocia, provincia confinante con l'Armenia ma, fino ad allora, priva di unità legionarie. Il nuovo comandante ritenne necessario in primo luogo rimpinguare i ranghi della legione, notevolmente assottigliati dalla lunga inattività dell'unità, reclutando cittadini romani risiedenti nella sua provincia. Ai legionari fu inoltre impartito un duro addestramento, per rinvigorirli dalla mollezza che, secondo un luogo comune molto diffuso, colpiva le truppe costrette a lunghi periodi di guarnigione nei climi caldi d'Oriente.
Nel 58 d.C. Corbulone invase l'Armenia, e occupò i centri più importanti del regno: Artaxata e, in seguito, Tigranocerta. La VI Ferrata, insieme alla III Gallica, costituiva il nucleo centrale dell'esercito del brillante generale, che servì fedelmente fino alla conclusione della campagna, nel 63 d.C.
Nel 66 d.C. la Legio ferrata stabilì nuovamente i suoi accampamenti ad Apamea, rientrando a far parte delle legioni di Siria; ma immediatamente il governatore della provincia inviò parte della legione a reprimere la sommossa giudaica, scoppiata in Palestina in seguito ai disordini avvenuti ad Alessandria d'Egitto. Nel corso di questa operazione, cadde anche Turranius Priscus, praefectus castrorum al comando della vexillatio della legione.
Durante le guerre civili del 68/69 d.C., la VI Ferrata parteggiò per Galba e, poi, per Otone; ma quando quest'ultimo venne sconfitto da Vitellio, si schierò definitivamente per il governatore delle armate romane in Giudea, T. Flavius Vespasianus. L'unità venne da questi inviata in Italia, a difendere la propria proclamazione ad imperatore; non giunse a destinazione, dato che, proprio in quel momento, i Daci approfittarono dell'assenza delle legioni stanziate in Moesia, che si stavano dirigendo in massa a Roma.
Dopo i combattimenti lungo il Danubio, la legione tornò direttamente in Siria, e partecipò all'assedio di Gerusalemme nel 70 d.C., impresa celebrata nell'arco trionfale di Tito a Roma.
Nel 72 d.C. la legione costituì la prima guarnigione del regno di Commagene, appena annesso all'impero di Roma. Proprio in questi anni il futuro imperatore Traiano servì personalmente nella VI Ferrata come tribuno laticlavio, mentre suo padre ricopriva la carica di governatore di Siria.
Durante il regno di Traiano, una vexillatio della VI Ferrata partecipò ad entrambe le guerre daciche dell'imperatore ispanico, mentre il grosso dell'unità portò a termine l'annessione del regno nabateo, che divenne la provincia dell'Arabia Petrea. Stabilì poi il proprio campo nella regione, ma non è ad oggi chiara l'esatta località (potrebbe trattarsi di Petra o di Bostra).
Nel 114 la VI Ferrata si riunì alle truppe che seguirono Traiano nella grande campagna partica, e lasciò i territori conquistati lungo il Tigri e l'Eufrate per ordine di Adriano, che, nel 117 d.C., decise di rinunciare a gran parte delle conquiste del padre adottivo in Oriente.
Nel 132-135 fece parte delle forze romane che soffocarono l'ultima grande rivolta giudaica, guidata da Shimon bar Kokhba; in seguito, alcuni distaccamenti della legione vennero collocati in diverse località della Palestina.
Sotto Antonino Pio, tra il 144 e il 152, parte della Ferrata fu inviata ad appoggiare le truppe romane in Numidia contro alcune incursioni di popolazioni del Deserto, fra il 144 e il 152, installandosi temporaneamente nel grande campo di Lambesi, in Tunisia.
Nel 193 si schierò con Settimio Severo, proclamato imperatore dalle legioni danubiane, contro C. Pescennius Niger Iustus, nonostante si trovasse ancora in Siria, circondata dalle armate di quest'ultimo usurpatore. Per questa particolare fedeltà, Settimio Severo attribuì solennemente alla VI Ferrata il doppio titolo di Fidelis Constans, donando all'unità anche un cospicuo donativum in denaro e persino arruolando alcuni dei legionari nella sua nuova guardia pretoriana.
Al comando degli imperatori della dinastia dei Severi, la VI Ferrata combattè in tutte le loro campagne contro i Parti, tra il 194 e il 232 d.C.
Le notizie riguardanti la legione durante la restante parte del III secolo d.C. sono frammentarie: sappiamo che combattè per i tre Gordiani (242-244), per Valeriano, umiliato dai Sasanidi nel 260, per Galieno (260-268), e forse prese parte alla guerra di Aureliano contro il regno di Palmira, nel 272 d.C.
Il nome della VI Ferrata è assente nella Notitia Dignitatum, che costituisce un elenco delle armate romane del Basso Impero; la sua scomparsa è da collocare quindi nella seconda metà del III secolo, forse annientata e mai più ricostituita in uno scontro contro i nemici di sempre: i Parti.