В 1942 году 5-й разведывательный батальон был реорганизован, став 24-м мотоциклетным батальоном, и передан в состав 24-й танковой дивизии. Позднее 2-й мотоциклетный батальон (оставшийся в составе 2-й танковой дивизии) стал 2-м танковым разведывательным батальоном. Также 2-я танковая дивизия лишилась двух из трех своих танковых батальонов, которые были переброшены на южный участок фронта для участия в основном ударе немецких войск в направлении Волги и Кавказа. (В марте 1943 года был сформирован новый I батальон 3-го танкового полка, оснащенный «пантерами».) Оставаясь на центральном участке фронта, потрепанная и обескровленная дивизия участвовала в оборонительных боях 1942 года, отступлении из-под Ржева (1943 год), сражениях под Курском, Орлом, Киевом, Гомелем и в среднем течении Днепра в начале зимы 1943/44 года, где понесла огромные потери. После вывода в Амьен (Франция) на отдых и пополнение дивизия получила в свой состав 507-й тяжелый танковый батальон (на «тиграх»), а I батальон 3-го танкового полка был оснащен «пантерами». Кроме того, генерал фон Люттвиц хорошо подготовил дивизию к боям против англо-американских войск, что очень пригодилось в последующие несколько месяцев. Дивизия получила приказ о переброске в Нормандию 10 июня и под прикрытием ночной темноты, утренних туманов и маскировки сумела добраться до места назначения, проходя в сутки в среднем почти по 100 км по сильно поврежденным дорогам, и остаться незамеченной, несмотря на полное превосходство Союзников в воздухе. Это было невероятное достижение для немецкой дивизии во время боев в Нормандии. В результате 2-я танковая дивизия сумела застать врасплох опытную британскую 7-ю танковую дивизию и отбить Виллер-Бокаж и стратегически важную высоту 147 (15–16 июня). Затем она удерживала оборону на участке вокруг Комона и составляла основу немецкой обороны вплоть до конца июня, когда она была переброшена в район Вира. Дивизия нанесла высадившимся Союзникам тяжелый урон, но и сама понесла большие потери. В том числе выбыли из строя все командиры полков и большинство командиров батальонов. Генерал фон Люттвиц продолжал командовать дивизией, несмотря на ранение. В августе 2-я танковая дивизия приняла участие в неудачной контратаке под Мартеном и, оставшись всего с 25 танками, была окружена под Фалезом. Прорвавшись, несмотря на потери, дивизия была отведена в тыл. К 1 сентября 1944 года в дивизии оставалось всего 27 танков (большинство из них получены с пополнениями), 12 орудий и 1600 человек. Переформирование дивизии проходило в Битбурге и Виттлихе (Эйфель, запад Германии), где в ее состав были временно включены остатки 352-й пехотной дивизии. Дивизия вновь была брошена в бой во время Арденнского наступления в декабре 1944 года. Она шла в первом эшелоне наступающих войск и продвинулась дальше всех. Когда Союзники перешли в контрнаступление, дивизия была разгромлена.
Последней кампанией 2-й танковой дивизии стали бои против американских войск в 1945 году, которые она вела, имея в своем составе всего четыре танка, три самоходных орудия и 200 человек личного состава. Остатки прежней дивизии были объединены с танковой бригадой «Тюрингия» и воевали в среднем течении Мозеля в районе Рейн-Хунсрюка и линии Карлсбад (Карловы Вары) — Пилзен (Пльзень). На завершающем этапе войны, в апреле 1945 года, дивизия держала оборону по Фульде, а в мае 1945 года она сдалась американцам в Плауэне и Кетцинге.
В числе командиров дивизии были полковник (генерал-майор, генерал-лейтенант) Гейнц Гудериан (принял командование 1 октября 1935 года), генерал-майор (генерал-лейтенант) Рудольф Файель (1 марта 1938 года), полковник Фольрат Люббе (16 января 1942 года), генерал-майор барон Ганс-Карл фон Эзебек (17 февраля 1942 года), генерал-майор Арно фон Ленски (1 июня 1942 года), полковник Карл Фабиунке (20 августа 1942 года), вновь полковник (генерал-майор, генерал-лейтенант) Люббе (5 сентября 1942 года), генерал-лейтенант барон Генрих фон Люттвиц (1 февраля 1944 года), полковник граф Эберхард фон Ноштиц (1 сентября 1944 года), полковник (генерал-майор) Хеннинг Шенфельд (5 сентября 1944 года), полковник (генерал-майор) Майнрад фон Лаухерт (13 декабря 1944 года), полковник Оскар Мунцель (20 марта 1945 года) и полковник Генрих-Вильгельм Штольброк (с 4 апреля 1945 года до конца войны).
ГЕЙНЦ ГУДЕРИАН (1888–1954) — «отец» блицкрига — до начала Второй мировой войны был основным пропагандистом маневренной танковой войны в Германии и в этом отношении оказал значительное влияние на Гитлера. Он был произведен в генерал-майоры 1 августа 1936 года и в генерал-лейтенанты 1 февраля 1938 года. Вскоре после этого он был назначен командиром XVI моторизованного корпуса, а в 1939 году — командиром XIX моторизованного (позднее — танкового) корпуса. Он проявил себя в кампаниях в Польше (1939 год), Франции (1940 год) и на начальном этапе кампании в Советском Союзе (1941 год), где он командовал 2-й танковой группой (позднее — армией). Получив в конце 1938 года звание генерала танковых войск, а 19 июля 1940 года — генерал-полковника, он был снят с должности Гитлером за неудачу под Москвой. Командных должностей он более не занимал, но был назначен генерал-инспектором танковых войск (1943–1944) и исполняющим обязанности начальника Генерального штаба сухопутных войск (21 июля 1944 года — март 1945 года). К последней должности он не был пригоден ни по интеллектуальным качествам, ни по характеру. Несдержанный на язык Гудериан в марте 1945 года был вновь отрешен от должности Гитлером после ожесточенного спора и в следующем месяце сдался Союзникам на севере Италии. Позднее он написал книгу «Воспоминания солдата», переведенную на многие языки мира. Хотя этот труд представляет собой ценный исторический документ, его следует читать с осторожностью и не все следует воспринимать как истину, особенно если речь идет о предполагаемой оппозиционности Гудериана в отношении Гитлера и нацизма. Как начальник Генерального штаба, например, он не сделал ничего, чтобы воспрепятствовать распространению в армии нацистской доктрины. Скорее наоборот. Первым приказом Гудериана на посту начальника Генерального штаба стал запрет традиционного военного приветствия с заменой его нацистским приветствием. Он также принимал меры для изгнания из армии участников заговора против Гитлера, чтобы их могли судить гражданские власти, обычно выносившие смертный приговор. Но, несмотря на это, Гудериан был выдающимся военачальником и великолепным тактиком.