После успешного завершения Польской кампании, все германские лёгкие дивизии были реорганизованы в танковые дивизии. 1-я лёгкая дивизия в Wuppertal'е стала 6-ой танковой дивизией, 2-я лёгкая дивизия в Gera стала 7-ой танковой, 3-я лёгкая дивизия в Cottbus'е стала 8-ой танковой, 4-я лёгкая дивизия стала 9-ой танковой. Вновь сформированные 6-я, 7-я и 8-я танковые дивизии имели в своём составе танковые полки, состоящие из трёх танковых батальонов. В 9-ой танковой дивизии полки состояли из двух танковых батальонов. Вдобавок, каждая дивизия имела стрелковую бригаду, артиллерийскую часть (два батальона), противотанковый батальон, батальон ПВО, инженерный батальон, разведывательный батальон и батальон связи.

Ранее сформированные 1-я, 2-я, 3-я, 4-я, 5-я и 10-я танковые дивизии имели полки, состоящие из четырёх танковых батальонов. Каждый танковый полк, также как и каждый танковый батальон, имел свою собственную командирскую роту. Такая рота состояла из пяти танков PzKpfw II, наряду с другими машинами и буксируемыми артиллерийскими орудиями. Каждый танковый батальон состоял из трёх танковых рот. 1-я рота состояла из пяти PzKpfw IV и десяти PzKpfw I и II. 2-я и 3-я роты состояли из пяти PzKpfw III и семнадцати PzKpfw I и II. Танки Panzer I и II, когда это было возможно, заменялись на Panzer III и IV.

В период с 9 апреля по 25 июня 1940 года Германия вторглась и захватила Данию, Норвегию (операция "Weserubung"), за которыми последовали Бельгия и Голландия, а затем Франция (операция "Fall Gelb"). Все танковые дивизии, с 1-ой по 10-ю, участвовали в боях и стали инструментом германской победы. После этих успехов германской военной машины, были сформированы новые танковые дивизии, и их количество удвоилось. В августе 1940 года было сформировано две новые танковые дивизии: 11-я - в Neuhammer'е и 14-я - в Koningsbruck'е. В октябре того же года были созданы следующие танковые дивизии: 12-я - в Stettin'е, 13-я - под Веной, 18-я - в Chemnitz'е и 20-я - в Erfurt'е. В ноябре также были сформированы новые танковые дивизии: 15-я - в Darmstadt/Landau, 16-я - в Munster'е, 17-я - в Augsburg'е и 19-я - в Hanover'е. Все они были созданы на основе существующих частей старых танковых дивизий, в связи с чем число танков в каждой из дивизий уменьшилось практически наполовину.

11 февраля 1941 года первые подразделения вновь сформированной 5-ой лёгкой дивизии высадились в Триполи (Сомали). Они приняли боевое крещение 24 февраля у города El Agheila. 11 марта, в поддержку 5-ой лёгкой дивизии, в Триполи прибыл 5-ый танковый полк из состава 3-ей танковой дивизии. Вдобавок, 2 мая 1941 года, прибыла 15-я танковая дивизия (с 8-ым танковым полком). Из всех этих частей был сформирован DAK - Deutsches Afrika Korps (Германский Африканский Корпус). Он воевал в Северной Африке до 13 мая 1943 года, когда был окружён и сдался в плен. 15-я танковая дивизия была вновь сформирована на Сицилии в июле 1943 года как 15-я танковая гренадерная дивизия.

В апреле и в мае 1941 года Германия обратила свой взор на Балканы, вторгнувшись и захватив Югославию и Грецию в ходе операции "Marita". В операции приняли участие 2-я, 5-я, 8-я, 9-я, 11-я и 14-я танковые дивизии.

Ранним воскресным утром, 22 июня 1941 года, германская армия, при поддержке войск своих союзников атаковала СССР (операция "Barbarossa"). Вторгшиеся силы были разделены на три группы армий: "ЮГ", под командованием von Leeb'а, "ЦЕНТР", под командованием von Bock'а и "СЕВЕР", под командованием von Runstedt'а. Группа армий "ЮГ" включала в себя 1-ю танковую группу, под командованием von Kleist'а, состоящую из 9-ой, 11-ой, 13-ой, 14-ой и 16-ой танковых дивизий. Группа армий "ЦЕНТР" включала в себя 2-ю танковую группу, под командованием Guderian'а, состоящую из 3-ей, 4-ой, 10-ой, 17-ой и 18-ой танковых дивизий. Группа армий "СЕВЕР" включала в себя 3-ю танковую группу под командованием Hoth'а, состоящую из 7-ой, 12-ой, 19-ой и 20-ой танковых дивизий, и 4-ю танковую группу Hoepner'а, состоящую из 1-ой, 6-ой и 8-ой танковых дивизий. 18-я танковая дивизия была практически полностью уничтожена в октябре 1943 года, и была вновь сформирована как 18-я артиллерийская дивизия (которая также долго не просуществовала).

В августе 1941 года 5-я лёгкая дивизия из состава Германского Африканского Корпуса была переформирована в 21-ю танковую дивизию. Она использовалась в Северной Африке вплоть до своего окружения и сдачи в плен 13 мая 1943 года. Она была воссоздана в июле 1943 года в Rennes'е и воевала на западном фронте, а с февраля 1945 года - на восточном фронте. 10-я танковая дивизия, направленная в Северную Африку в декабре 1942 года, была там уничтожена и никогда не создавалась вновь.

В сентябре 1941 года было сформировано две новые танковые дивизии: 22-я и 23-я (Франция, Париж). Обе дивизии использовались исключительно на восточном фронте. 22-я танковая дивизия была практически полностью уничтожена в ноябре 1942 года. Её остатки, под названием "Kampfgruppe Brugsthaler", позже вошли в состав 6-ой и 23-ей танковых дивизий. В ноябре 1941 года, в Stablack'е, была сформирована 24-я танковая дивизия. Она использовалась исключительно на восточном фронте.

В феврале 1942 года была сформирована 25-я танковая дивизия со штаб-квартирами в Eberswalde и в Норвегии. С октября 1943 года она использовалась исключительно на восточном фронте. В сентябре 1942 года, в Mons'е (Бельгия), была сформирована 26-я танковая дивизия. Она использовалась исключительно в Италии. В октябре 1942 года, в Voronezh'е, из частей 22-ой танковой дивизии, была сформирована 27-я танковая дивизия. Она использовалась на восточном фронте, пока, в феврале 1943 года, не была расформирована. Части дивизии вошли в состав 7-ой, 19-ой и 24-ой танковых дивизий. В ноябре 1943 года, в Postdam'е и Bergen'е, была сформирована 130-я Panzer-Lehr-Division. Она небольшое время использовалась в Венгрии (начало 1944 года), а затем на западном фронте.

В марте 1944 года, во Франции, была сформирована 116-я танковая дивизия "Windhund". Она использовалась исключительно на западном фронте. В середине 1944 года, в Cottbus'е, были сформированы две новые танковые части: Fuhrer-Begleit-Panzer-Division и Fuhrer-Panzer-Grenadier-Division. Обе части были сформированы из подразделений, охранявших штаб-квартиры Гитлера. Fuhrer-Begleit-Panzer-Division использовалась на западном фронте, а с января 1945 года - на восточном фронте. Fuhrer-Panzer-Grenadier-Division использовалась на восточном фронте, а с декабря 1944 года - на западном фронте. В феврале 1945 года она снова была направлена на восточный фронт. В сентябре 1944 года, в Венгрии, была сформирована танковая дивизия "Feldherrnhalle" (также известная как 1-я танковая дивизия Feldherrnhalle). Она была сформирована из частей 60-ой танковой гренадерной дивизии "Feldherrnhalle", использовалась на восточном фронте.

В январе 1945 года, в Cottbus'е, была сформирована танковая дивизия "Kurmark", которая использовалась на восточном фронте. Также в январе 1945 года, в Будапеште, из частей 13-ой танковой дивизии и танковой дивизии "Feldherrnhalle", была сформирована танковая дивизия "Feldherrnhalle 2" (также известная как 2-я танковая дивизия Feldherrnhalle). Она также использовалась на восточном фронте. В феврале 1945 года, в Словакии была сформирована 232-я танковая дивизия "Tatra". Она была уничтожена меньше чем через месяц (март 1945 года) в Raab'е. В апреле 1945 года, Aarhus/Viborg'е (Дания), была сформирована 233-я танковая дивизия, и использовалась там же, как силы безопасности.

"Grossdeutschland" стала первым элитным подразделением Вермахта. Эта часть начала свою карьеру в октябре 1939 года как моторизованный пехотный полк, а к декабрю 1944 года достигла статуса танкового корпуса. Она прекрасно показала себя во Франции в 1940 году, а затем использовалась на восточном фронте (1941-45г.г.).

Некоторое количество танковых дивизий, сформированных в феврале, марте и апреле (и даже в начале мая) 1945 года, остались дивизиями только на бумаге, так как численность личного состава и техники в них реально была гораздо меньшей, чем в стандартной танковой дивизии. Это были танковые дивизии "Clausewitz", "Schlesien", "Courland", "Donau", "Holstein", "Muncheberg", "Nibelungen", "Westfalen", "Thuringen" и "Juterbog". Танковая дивизия "Clausewitz" / "Schlesien" была сформирована в феврале 1945 года как "Kampgruppe Holstein", и была составлена из частей 233-ей танковой дивизии. Танковые дивизии "Donau", "Juterbog", "Muncheberg" и "Thuringen" были сформированы из тренировочных частей и подразделений танковых школ, и укомплектовывались личным составом запаса. Таковая дивизия "Courland" была сформирована из остатков 14-ой танковой дивизии и других частей, находившихся в Курляндии. Танковая дивизия "Nibelungen" была сформирована из 38-ой танковой гренадерной дивизии "SS" "Nibelungen" и личного состава танковой школы "SS" в Bad Tolz. Танковая дивизия "Westfalen" была, вероятно, ещё в процессе формирования, когда война закончилась. Большинство из этих дивизий воевало на восточном фронте в последние дни войны.

Большинство германских танковых дивизий закончили боевые действия в апреле-мае 1945 года, а некоторые были уничтожены, расформированы или попали в плен раньше. Такая участь постигла 10-ю и 15-ю танковые дивизии в Северной Африке (май 1943 года), 18-ю танковую дивизию на восточном фронте (октябрь 1943 года), 22-ю танковую дивизию на восточном фронте (март 1943 года) и 27-ю танковую дивизию на восточном фронте (февраль 1943 года).