В 1942 году удалось добиться новых успехов на фронте. После жестоких зимних боев частично доукомплектованные танковые и моторизованные дивизии снова начали наступление и вместе с 6-й армией вышли к Волге в районе Сталинграда. На Северном Кавказе 1-я танковая армия была уже в 150 км от Каспийского моря. В Африке после неудачно закончившегося первого наступления Роммель молниеносным броском снова достиг границ Египта, на этот раз захватив Тобрук. Но силы немецких войск были уже перенапряжены. В конце года начались крупные неудачи. Одновременно с началом русского наступления под Сталинградом американские войска высадились во Французской Северной Африке. Проиграв сражение под Эль-Аламейном, Роммель был вынужден снова отступить на запад. Немецкая армия теряла свободу оперативного маневра. Звезда бронетанковых войск близилась к закату.
В это исключительно тяжелое время снова вернулся в строй генерал-полковник Гудериан. Назначенный на пост генерал-инспектора, он получил широкие полномочия, используя которые, будь они даны ему раньше, он мог бы избавить армию от больших потерь. Как высший начальник Гудериан отвечал за всю организацию, боевую подготовку и техническое совершенствование бронетанковых войск, включая танковые соединения войск СС. Ему было предоставлено право распределять в войсках все гусеничные и колесные машины. Гудериан добился увеличения производства оправдавших себя в боях танков T-IV (с длинноствольной пушкой), «Тигр» и «Пантера». Началась научно-исследовательская работа по созданию зенитных, разведывательных и мостовых танков, а также танков, управляемых по радио. Гудериан приказал разработать новую организацию танковой дивизии, что позволило бы сократить численность ее личного состава и материальной части с сохранением боевой мощи. Снабжение было организовано на более совершенной основе. Боевая подготовка резервных частей проводилась в условиях, приближенных к боевой обстановке. Были созданы новые, упрощенные уставы, из которых было выброшено все несущественное и которые лучше усваивались благодаря наглядности и простоте изложения. Многочисленные курсы и школы бронетанковых войск теперь подчинялись общему «начальнику учебных заведений», что обеспечивало единство в их работе.
Наступил 1943 год. Он начался потрясающей драмой под Сталинградом. Боевые действия в Африке тоже пришлось прекратить. В июле англо-американские войска высадились на о. Сицилия, а осенью — в Италии. Таким образом, в Европе началась война на два фронта. Высокоиндустриальная Америка уже давно оказывала помощь России путем поставок танков и другой боевой техники. Провал под Курском — Белгородом нашей операции, известной под условным наименованием «Цитадель», явился особенно тяжелым ударом для немецких бронетанковых войск, потерявших там много техники. Наконец, ряд других обстоятельств в самой Германии сильно затруднял действия командования. Пехотные дивизии не удавалось обеспечивать необходимым количеством противотанковых средств, и недостаток в них приходилось возмещать танками. В результате, несмотря на ежемесячное производство в среднем 2000 бронемашин всех типов, они не использовались для выполнения основной их задачи — ведения решительного наступления. К тому же производство танков, хотя и медленно, начало сокращаться из-за налетов американской и английской авиации, выводившей из строя многие предприятия военной промышленности и в особенности те, которые производили запасные части. В то же время у противника производство боевой техники быстро росло. В конце концов, чаша весов военного счастья окончательно склонилась на сторону противников Германии.
С 1944 года кольцо вокруг Германии стало сжиматься. Одновременно с высадкой американских и английских войск в Нормандии началось наступление крупных танковых соединений русских на фронте группы армий «Центр». Если на Западе противник наступал сначала медленно, то события на Востоке развивались с катастрофической быстротой. После ожесточенных боев была потеряна Восточная Пруссия и отрезана вся группа армий «Курляндия». Силы немцев были напряжены до предела. Потребности войск в технике удовлетворялись лишь частично. Боеспособный резерв личного состава был почти полностью исчерпан. Чтобы закрыть бреши на фронте, приходилось посылать учебные части. Тем не менее немецкие дивизии, хотя и несколько утратившие стойкость, продолжали на всех фронтах вести борьбу с превосходящими силами противника. Использование танковых дивизий ограничивалось теперь выполнением почти только так называемых «пожарных» задач: их все время перебрасывали на те участки фронта, где создавалась угроза прорыва противника. Во Франции и в Италии передвижение войск могло осуществляться лишь ночью из-за подавляющего превосходства противника в воздухе. В это время начала намечаться новая фаза в развитии танков. Путем оснащения танков специальными приборами ночного видения, обеспечивавшими наблюдение на поле боя на расстояние до 400 м, предполагалось повысить боевые возможности танков в наступлении ночью. Но эти приборы были еще недостаточно совершенны. Лишь в Венгрии удалось провести несколько успешных опытов. Последнее массовое использование танков в наступательной операции, рассчитанной на достижение решающих успехов, потерпело неудачу в декабре 1944 года в Арденнах из-за неблагоприятных условий погоды и прежде всего из-за нехватки горючего.