16-я дивизия воевала на южном участке в течение всего 1942 года, приняв участие в боях под Воронежем, после чего была переброшена на Кавказ, где участвовала в захвате Армавира и нефтяных месторождений под Майкопом. Затем она была направлена на север, чтобы закрыть огромную брешь между 1-й и 4-й танковыми армиями в бескрайних степях южнее Сталинграда. Разведывательный батальон сумел приблизиться на 30 км к Астрахани — больше ни одна немецкая часть за всю войну не заходила так далеко на восток. Именно в это время небольшая группа солдат дивизии поймала в степи одичавшую борзую, и 16-ю дивизию спонтанно решили назвать «Борзая». Имя прижилось и вскоре было утверждено официально.
16-я моторизованная дивизия вела бои против советских войск на важнейшем участке фронта в ходе боев на Дону зимой 1942/43 года, а затем участвовала в боях под Ростовом-на-Дону и в отступлении к реке Миус, а весной 1943 года была переведена в распоряжение воссозданной 6-й армии. Она также участвовала в боях за Таганрог, Запорожье, Кривой Рог, Новониколаевку, Умань и другие города. Зимой 1943/44 года она понесла очень тяжелые потери при отступлении от низовий Днепра, и остатки 16-й моторизованной дивизии были перевезены в Райм (VI военный округ), где они были переформированы в 116-ю моторизованную дивизию, официально введенную в строй 28 марта 1944 года. Через несколько месяцев дивизию перевезли в Лаваль на западе Франции, где в мае она поглотила намного превосходившую ее по численности 179-ю резервную танковую дивизию (сформированную в IX военном округе (Гессен и Тюрингия).
В состав новой дивизии входили 16-й танковый полк (сформированный на базе штаба 69-го танкового полка) с двумя батальонами: I (бывший 116-й танковый батальон) и II (бывший 1-й резервный танковый батальон 179-й танковой дивизии). 60-й и 156-й моторизованные полки остались в дивизии, но были сокращены до двух батальонов каждый. 116-й разведывательный батальон стал танковым разведывательным и принял в свои ряды 1-й резервный танковый разведывательный батальон. Другие подразделения, также понесшие большие потери, приняли резервистов, но своей структуры не изменили. В день высадки Союзников в Нормандии новая дивизия находилась на северном берегу Сены (в департаменте Па-де-Кале), однако в бой ее бросили лишь в конце июля. Она вела бои среди живых изгородей Нормандии и участвовала в августовской контратаке под Мортеном, но ближе к концу месяца не сумела остановить наступление американских войск. 116-я дивизия была окружена под Фалезом и вырвалась с тяжелыми потерями.
К 21 августа 1944 года в дивизии осталось всего 600 человек, 12 танков и ни одного орудия. Ее отвели с фронта и направили в Эйфель, где она спешно получила XII, XIII и XIX крепостные батальоны люфтваффе, а также несколько новых танков Pz-V «Пантера». К 1 сентября она насчитывала 3400 человек, 40 танков и полноценный артиллерийский полк. Среди танков дивизии было много «тигров», так как при отступлении через Верден дивизия обнаружила целый эшелон с Pz-VI, которые она тут же забрала себе, спасая их тем самым от захвата американцами. Вскоре после этого дивизия была вновь направлена на фронт, который снова был готов вот-вот рухнуть.
В середине сентября она вела бои под Ахеном, и ее командир, генерал-лейтенант граф Герхард фон Шверин-Крозигк, был снят с должности Гитлером за несанкционированный приказ оставить город. Решение Гитлера привело к кровопролитным уличным боям в Ахене, однако было верно с тактической точки зрения, поскольку существенно задержало наступление американских войск на западе Германии. Тем временем 116-я танковая дивизия была отведена в район Дюссельдорфа и в сентябре — октябре 1944 года проходила переформирование. 13 октября в ее состав вошла 108-я танковая бригада, и численность дивизии выросла до 11 500 человек, но в ней по-прежнему оставался всего лишь 41 танк. После отправки на фронт 116-я танковая дивизия не сумела предотвратить взятие американцами Ахена, который пал 21 октября. Вскоре после этого дивизия была брошена в бой в Хюртгенском лесу, где действовала на острие мощного контрудара, направленного против американских войск, и 8 ноября заняла Шмидт (ценой потери 15 танков). Потери американцев были намного существеннее. Позднее в том же месяце дивизия была отведена в район Кельна для отдыха и подготовки к Арденнскому наступлению.