17 сентября 1939 года дивизион под командованием майора Карасик (бело № 16 старшего лейтенанта Кобанчук и № 21 старшего лейтенанта Хлюпина) выдвинулись к польской границе. В 5.00 командир дивизиона с командиром взвода управления дивизиона младшим лейтенантом Сысоевым и тремя красноармейцами на дрезине ДТР перешли границу, заняли станцию Загатье, где арестовали железнодорожную администрацию и польский гарнизон. Через 10 минут пехота Красной Армии двинулась вперед. Поляки пытались задержать продвижение, но огнем бронепоездов сопротивление было подавлено. По окончании боевых действий дивизион вновь сосредоточился в Полоцке.
Во время советско-финляндской войны бронепоезда № 16 и 21 из состава 8-го дивизиона с 25 января 1940 года участвовали в боях на Карельском перешейке, закончив боевые действия на станции Райоки. Отсюда 7 мая 1940 года дивизион убыл к месту новой дислокации - город Туапсе.
После начала Великой Отечественной войны 8-й ОДБП перешел на штат военного времени, и в составе легких бело № 16, 45 и тяжелого № 21 убыл на охрану участка Туапсе - Адлер. В июле бронепоезд № 16 под командованием капитана Коржевского убыл на Юго-Западный фронт, где впоследствии послужил основой для формирования нового дивизиона.
9 сентября 1941 года 8-й дивизион в составе только одного бело № 45 (командир младший лейтенант Алекин) прибыл на Южный фронт в район станций Марцево - Кошлино. Здесь в состав дивизиона вошли легкие бронепоезда № 14 (сформирован Военным Советом СКВО и Ростовским облисполкомом для защиты Ростова, постройка велась в Таганроге в августе, состав бронепаровоз Ов с двумя пулеметами ДА-2 на зенитном станке и две бронеплощадки, на каждой стояло по два 120-мм миномета и пять пулеметов Максима) и 59-го полка войск НКВД охраны железных дорог (в документах именуется № 59). Тяжелый бело № 21 остался в Адлере для охраны побережья.
14 октября немецкая авиация разбила бело № 14, а 22 октября были окружены бело № 45 и 59, прикрывавшие отход наших частей на участке Марцево - Бесергеновка. Бронепоезда продолжали вести огонь, пока артиллерия противника не подожгла нефтяной бак бронепаровоза и разбила 2 орудия бело № 45 и уничтожила бело № 59. Команды оставили составы и отошли к Таганрогу. Тяжелый бронепоезд № 21, прибывший из Адлера, 23 ноября 1941 года передали в состав 7-го ОДБП.
Потерявший матчасть и до 50 % людей, 8-й дивизион отправили в Тихорецк, где совместно с рабочими паровозоремонтного завода имени Воровского и «Красный молот» его личный состав участвовал в окончании строительства бронепоезда «Железнодорожник». Укомплектованный главным образом командой с бело № 45, этот состав под командованием капитана Рудова совместно с бронепоездами 7-го дивизиона 18-22 ноября вел бой в районе разъезда Западный с танками и пехотой противника. Получив повреждения паровоза и трех орудий, «Железнодорожник» был отправлен в Тихорецк для ремонта.
В декабре 1941 года в 8-й дивизион прибыла команда бело № 18, которая вместе с другим личным составом участвовала в восстановлении «Железнодорожника» и окончании строительства бепо «Николай Щорс» в Тихорецке.
После передачи в состав 7-го дивизиона бепо «Железнодорожник» и «Николай Щорс», личный состав 8-го ОДБП приступил к строительству новой матчасти. Для восстановления бепо № 45 использовали одну разбитую легкую бронеплощадку и разбитый бронепаровоз Ов № 7298, для бепо № 18 использовали две бронеплощадки, начатые изготовлением в Таганроге, а бепо № 21 сооружался заново.
В начале марта 1942 года бепо № 18, 21 и № 45 были готовы, но последний из-за отсутствия вооружения имел только два 76-мм орудия образца 1902 года вместо четырех. К этому же времени из состава 7-го ОДБП в 8-й дивизион передали бепо «Николай Щорс».
4 апреля 1942 года, выделив из своего состава бронепоезда № 18 и «Николай Щорс» в новый 19-й дивизион, 8- й ОДБП в составе двух легких бепо № 1 (бывший № 45) и № 2 (бывший № 21) выдвинулся на участок Батайск - Зимовники, войдя в оперативное подчинение 51-й армии.
29 июля 1942 года в результате налета немецкой авиации бронепоезд № 1 (командир лейтенант Ткаченко) был выведен из строя (повреждены два орудия и заклинены башни) и убыл на ремонт в Тихорецк.
Бепо № 2 (командир лейтенант Клеменко), будучи отрезанным от 51-й армии противником, прорвавшимся в район Зимники - Пролетарская, попал под артобстрел и отошел за Маныч.
30 июля 1942 года бепо отошел на Тихорецк, а оттуда на станцию Белая Глина с задачей поддержать 14-й танковый корпус генерал-майора Радкевича. 1 августа, отразив атаку немецких танков и подбив несколько из них, бронепоезд № 2 подвергся атаке немецких самолетов, в результате чего прямыми попаданиями бомб были разбиты тендер бронепаровоза, первая бронеплощадка, пробит паровой котел и загорелась вторая бронеплощадка. Команда, потеряв до 50% убитыми и ранеными, отошла в пешем строю.
Бронепоезд № 1, не имея возможности восстановить матчасть (предприятия Тихорецка были уже эвакуированы), вместе с базой дивизиона отошел, подобрав по дороге часть команды бепо № 2, сначала на станцию Невинномысская, а затем в Тбилиси.
Здесь на паровозовагоноремонтном заводе имени Сталина был отремонтирован бепо № 1 и построена новая матчасть бепо № 2 - две двухбашенных бронеплощадки и платформа ПВО (76-мм пушка Пендера и два ДШК). 16 декабря 1942 года 8-й дивизион убыл в распоряжение 9-й армии Северной группы Закавказского фронта на участок Долохово - Бислан - Орджоникидзе.
На основании распоряжения начальника ГБТУ КА № 1109420 от 5 декабря 1942 года бронепоезда получили новые номера: № 1 - № 680 (бронепаровоз Ов № 7298, бронеплощадки № 719, 720, площадка ПВО № 724), а № 2 - № 744.
С января по март 1943 года 8-й дивизион находился на станциях Грозный и Хасав-Юрт, с 5 марта - в составе 58- й армии на участке Тимашевская, Приморско-Ахтырская, затем с 11 ноября 1943-го по 28 июня 1944 года - в Ростове, в резерве Ставки ВГК. Кроме того, в октябре - декабре 1943 года бепо № 744 прошел перевооружение на Мичуринском ПРЗ (орудия образца 1902/30 года заменены на Ф-34).
29 июня 1944 года 8-й дивизион бронепоездов убыл в распоряжение 38-й армии 1-го Украинского фронта на станцию Проскуров, а 15 - 17 июля поддерживал огнем части 52-го стрелкового корпуса во время прорыва немецкой обороны у Езерны. В этих боях бронепоезда подавили артиллерийскую и три минометных батареи, уничтожили два шестиствольных миномета, отразили две атаки противника и в семи населенных пунктах рассеяли немецкую пехоту.
К 20 июля 8-й дивизион передислоцировался на станцию Острув, где прикрывал железную дорогу от атак с воздуха и занимался восстановлением полотна.
22 августа убыл в район Львов - Рава-Русская с задачей борьбы с бандами, а 19 сентября выведен в резерв фронта. 31декабря 8-й ОДБП вошел в состав 38-й армии 4-го Украинского фронта и 16 января 1945 года в составе дивизионной артгруппы поддерживал свою пехоту при прорыве немецкой обороны в районе города Ясло, за что приказом Ставки ВГК № 018 от 19 февраля 1945 года дивизиону присвоено наименование «Ясловский».
6 февраля дивизион перебросили на станцию Санок, откуда 21 марта 1945 года убыл в резерв Ставки ВГК, сначала на станцию Нара, затем в Москву, а 26 ноября 1945 года - в Брянск. Весной 1945 года бепо № 744 получил новую матчасть (типа БП-43).
8 сентября 1947 года на основании директивы Генерального Штаба Вооруженных Сил 8-й отдельный дивизион бронепоездов убыл из Брянска в Белгород. В связи с получением новой и сдачей старой матчасти в нумерации бронепоездов произошли изменения: с 26 июня 1948 года бепо № 744 стал именоваться № 620, а № 620 - № 850.
С 25 июня 1949 года на основании приказа Министра Обороны СССР № 0039 от 18 мая 1949 года и директив Генерального Штаба Вооруженных сил № орг/1/1201/95 от 18 мая и № орг/1/11/1991 от 15 июня 1949 года, дивизион вошел в состав войск Воронежского военного округа.
С 10 июля по 1 декабря 1947 года бронепоезд № 744 (типа БП-43) приданный командиру 18-й отдельной стрелковой бригады Северо-Кавказского военного округа, участвовал в съемке кинокартины «Сталинградская битва». В соответсвтии с директивой Генерального Штаба № 647369 от 26 июля 1951 года, с августа по 18 сентября бепо № 620 (типа БП-43, командир майор П.В. Фромешкин) в составе войск Ленинградского военного округа участвовал в съемках кино «Незабываемый 1919 год».