15 августа дивизия в составе 5-го и 6-го танковых, 3-го гаубичного полков и подразделений обеспечения без материальной части, имея всего лишь стрелковое вооружение, была поднята по тревоге и направлена под Новгород. Заняв оборону по реке Мста, дивизия приступила к созданию оборонительного рубежа на случай распространения противника к востоку от Новгорода. С момента захвата города немцами советское командование не оставляло попыток освободить его штурмом. Активные действия 28-й танковой (без материальной части) и вновь сформированной 305-й стрелковой дивизий не дали территориальных успехов, но и не позволили противнику переправиться через Волхов на этом направлении.
На 23 августа приказом оперативной группы комдива Коровникова был назначен очередной штурм Новгорода. 3-я танковая дивизия, получив на усиление 1 артиллерийский дивизион 448-го корпусного артиллерийского полка, вышла к району восточнее города, где составила резерв ударной группы. Результатом этого штурма стала смена части сил 28-й танковой дивизии на реке Волхов и уплотнение боевых порядков советских войск на берегу реки. 26 августа 28-я танковая дивизия убыла на новое направление, а 3-я дивизия целиком заняла ее полосу.
16 октября 1941 года 3-я танковая дивизия сдала свой участок обороны 185-й стрелковой дивизии и вышла в резерв командующего Новгородской оперативной группы. В декабре 1941 года дивизия была переформирована в 225-ю стрелковую дивизию (5-й танковый полк — в 299-й стрелковый полк, 6-й танковый полк — в 1347-й стрелковый полк).
До 1 июля 1941 года дивизия входила в состав 1-го механизированного корпуса.
Частным боевым приказом Северо-Западному фронту № 01 от 1 июля 1941 года в 4.45 была передана в состав 27-й армии с переброской в районе Резекне. Дивизия должна была составить ядро армейской ударной группы для проведения частной операции — контрудара в направлении Двинска (Даугавпилса).
Командир 163-й мд по этому приказу получил задачу выдвинуться в район Яунлатгале, Карсава, организовать противотанковую оборону по восточному берегу реки Педедзе, реки Айвиэкстэ на фронте Сита, оз. Лубана и перехватить огнем вероятные пути движения танков противника. Главные силы дивизии требовалось сосредоточить в районе Карсава, Балтинава, Яунлатгале, Минина. 25-му танковому полку с ротой танков КВ было приказано, следуя по железной дороге, к исходу дня 2 июля сосредоточиться в районе Режица (Резекне), где и присоединиться к дивизии.
К утру 1 июля дивизия сосредотачивалась в районе Виланы, (иск.) Режица.
2 июля командующий войсками 27-й армии, руководствуясь указаниями командующего фронтом, отдал боевой приказ № 014 об уничтожении противника севернее реки Западная Двина. Армия должна была фланговыми ударами окружить и уничтожить войска противника в районе Даугавпилса, к исходу дня овладеть городом. Основная роль в предстоящем наступлении отводилась 163-й моторизованной дивизии и 21-му механизированному корпусу. 163-я дивизия должна была после подхода развернуться на рубеже (иск.) Вараклани, Виланы, Морцишки, и нанести удар в общем направлении Виланы, Апспаки, мз. Синкевичи и далее вдоль реки Западная Двина на Даугавпилс, имея главную группировку на правом фланге — с задачей уничтожить части противника, действующие на участке Тартаки, Даугавпилс, и к исходу дня своими подвижными частями овладеть последним.
27-я армия готовилась с утра 3 июля 1941 года провести частную операцию по захвату Даугавпилса, 163-я моторизованная дивизия выводилась в район Резекне.
Несмотря на то, что марш 163-й прикрывался силами авиации фронта, дивизия, следовавшая из района Пскова в Резекне, в течение 2 июля неоднократно подвергалась бомбардировкам авиации противника. Дивизия понесла незначительные потери, но была задержана. К 20 часам 2 июля передовые отряды достигли северной окраины Резекне. Для оказания немедленной помощи группе генерала С. Д. Акимова (атакованная противником, она отошла к 18:00 в район Малта) один полк 163-й моторизованной дивизии был направлен еще дальше к югу от города.
25-й танковый полк, погрузившись на станции Березки (в районе Пскова), первыми эшелонами начал передвижение на станцию Режица в 6:00 2 июля 1941 года (отправка эшелонов задержалась из-за несвоевременной подачи подвижного состава). К месту назначения эшелоны 25-го танкового полка начали прибывать только 3 июля к 11 часам — в количестве полутора батальонов. Остальные эшелоны в пути следования неоднократно подвергались бомбардировке с воздуха и наземному артобстрелу, поэтому прибытие их в дивизию еще больше задержался.