Соединения танковых армий переходили к обороне в тех боевых порядках, в которых вели наступательные действия, стараясь сосредоточить основные усилия на закреплении замятого рубежа. Поэтому с началом организации обороны вторые эшелоны и резервы корпусов располагались на удалении 2–3 км от переднего края, а затем глубина обороны постепенно возрастала. Оборона носила очаговый характер с созданием системы танковых засад, противотанковых районов и минно-взрывных заграждений. Засады располагались в шахматном порядке на глубину 2–3 км совместно с подразделениями автоматчиков и противотанковой артиллерии. Противотанковые районы создавались в корпусном и армейском звеньях на особо важных направлениях в составе истребительно-противотанкового артиллерийского дивизиона или полка каждый.
Танковые армии имели одноэшелонное построение и довольно низкие плотности сил и средств. Оборонительные действия они вели совместно с подходившими стрелковыми соединениями общевойсковых армий: 1-я танковая армия, например, с 23-м гвардейским стрелковым корпусом 6-й гвардейской армии, а 5-я гвардейская танковая армия с 32-м гвардейским стрелковым корпусом 5-й гвардейской армии.
Быстрый переход к обороне и умелое ее ведение позволили 5-й гвардейской танковой армии отразить контрудары противника. При этом армия в течение трех дней понесла сравнительно небольшие потери — всего 38 танков и самоходных артиллерийских установок193. Аналогично действовали и соединения 1-й танковой армии. Успеху организации и ведения обороны способствовало в немалой степени надежное управление и четко организованное взаимодействие во всех звеньях. Командиры соединений принимали решения по карте, но уточняли главные вопросы на местности, быстро доводили задачи до войск, широко практикуя личное общение с подчиненными.
Полученный нашими войсками опыт был затем успешно использован 3-й гвардейской танковой армией в Киевской операции (ноябрь 1943 г.).
Так, на ее завершающем этапе до подхода соединений 38-й армии корпуса 3-й гвардейской танковой армии на фастовском направлении с 8 по 10 ноября отражали частью сил контрудар трех танковых дивизий противника (всего около 300 танков и штурмовых орудий)194 огнем танков с места и из засад, с широким минированием танкоопасных направлений главным образом подвижными отрядами заграждений. С 11 ноября танковая армия, усиленная 50-м стрелковым корпусом 38-й армии, получила задачу упорно оборонять полосу шириной до 35 км195. Придание танковой армии стрелкового корпуса полностью себя оправдало, т. к. способствовало повышению устойчивости обороны. В последующем стало правилом придавать каждой танковой армии при переходе ее к обороне стрелковый корпус, который использовался чаще всего в первом эшелоне армии.
В Корсунь-Шевченковской операции (февраль 1944 г.) 6-я танковая армия 1-го Украинского фронта получила на усиление 47-й стрелковый корпус, а 5-я гвардейская танковая армия 2-го Украинского фронта — 49-й стрелковый корпус. Они занимали оборону в полосах до 50 км каждая196, имея в первом эшелоне стрелковый, танковый (механизированный) корпуса, а во втором — танковый (механизированный) корпус. В условиях сравнительно широких полос обороны армий и недостатка артиллерии армейские артиллерийские группы не создавались, однако каждая танковая армия имела артиллерийско-противотанковый резерв, включавший самоходную и противотанковую артиллерию, а также подвижный отряд заграждения силою до двух саперных рот с запасом противотанковых мин. Для артиллерийско-противотанковых резервов и подвижных отрядов заграждений заранее намечались несколько направлений совместных действий по отражению танковых ударов противника.
Повышению устойчивости обороны армий в Корсунь-Шевченковской операции способствовало также создание между полосами обороны значительного количества противотанковых районов (6–8 на корпус) с использованием в них противотанковой, самоходной и части полевой артиллерии стрелковых соединений. Кроме того, организовывалась система танковых засад, а часть танков и самоходно-артиллерийских установок эшелонировалась в глубину197. В целом система обороны армий включала позиции боевого охранения, главную полосу, позиции армейских резервов, противотанковые районы и минно-взрывные заграждения. Основу обороны соединений составляли батальонные районы и ротные опорные пункты.