Первый опыт окружения крупной группировки противника, притом в условиях отсутствия общего превосходства над ним в силах и средствах, советские бронетанковые войска получили в контрнаступлении под Сталинградом. На направлении главного удара Юго-Западного фронта действовала 5-я танковая армия смешанного состава под командованием генерала П. Л. Романенко Прорвав 19 ноября 1942 г. фронт обороны противника, армия в тот же день силами двух танковых корпусов приступила к решению задачи по развитию тактического успеха в оперативный. Навстречу ей наносили удар два механизированных корпуса Сталинградского фронта. С выходом подвижных войск 23 ноября в район Калач, Советский был создан внутренний фронт окружения сталинградской группировки противника. В окружении оказалось двадцать две дивизии и 160 отдельных частей 6-й полевой и часть сил 4-й танковой армий немецко-фашистских войск, насчитывавшие 330 тыс. человек. Высокий темп продвижения танковых соединений (до 50–70 км в отдельные сутки) позволил упредить противника в реакции на обстановку, быстро и надежно замкнуть кольцо окружения и перенести усилия на внешний фронт.
Примерно аналогичные задачи решала и 3-я танковая армия смешанного состава в Острогожско-Россошанской операции (январь 1943 г.), где сразу же после прорыва обороны противника ее танковые корпуса с темпом в 30–40 км устремились на внутренний фронт окружения, в результате чего к 19 января вражеская группировка в составе тринадцати дивизий оказалась разрезанной на две части и вскоре уничтоженной. Свыше 86 тыс. солдат и офицеров попало в плен169.
Таким образом, танковые армии смешанного состава в операциях на окружение самостоятельно осуществляли прорыв вражеской обороны, после чего направляли свои танковые корпуса для замыкания кольца окружения. В последующем их усилия сосредоточивались на внешнем фронте окружения. Опыт применения танковых армий смешанного состава выявил определенные недостатки их организационной структуры, связанные главным образом с наличием соединений, обладавших различной подвижностью, и трудностью управления в ходе операции. С созданием танковых армий однородного состава эти недостатки были устранены. Командующий фронтом получил в свое распоряжение такое высокоманевренное ударное средство, которым мог решительно влиять как на ход наступательной операции в целом, так и операции на окружение в частности. Танковые и механизированные корпуса танковой армии стали использоваться в операции на окружение массированно для решения тех задач, которые на каждом ее этапе были главными.
В Корсунь-Шевченковской операции (январь — февраль 1944 г.) на первом ее этапе танковые армии использовались для окружения врага, а на втором этапе, в соответствии с конкретными условиями обстановки, для отражения сильных ударов противника на внешнем фронте. В этой операции был получен первый опыт применения двух танковых армий (5-й гвардейской и 6-й) навстречу друг другу с целью замыкания кольца окружения вокруг крупной вражеской группировки.
Ударная группировка 2-го Украинского фронта, в подвижной группе которого действовала 5-я гвардейская танковая армия, перешла в наступление 25 января. Днем позже нанес удар 1-й Украинский фронт. В первом эшелоне его ударной группировки наступала 6-я танковая армия. 28 января, т. е. на третий-четвертый день операции, передовые отряды танковых армий соединились в районе Звенигородки и окружили вражескую группировку на корсунь-шевченковском выступе. Десять немецких дивизий и одна бригада (до 80 тыс. солдат и офицеров) оказались зажаты в кольцо. Гитлеровским войскам был устроен «новый Сталинград, — правда, масштабы катастрофы на этот раз были несколько меньше…»170.
После завершения окружения корсунь-шевченковской группировки противника на 5-ю гвардейскую и 6-ю танковые армии было возложено образование внешнего фронта окружения. Своеобразие складывающейся обстановки, выражавшееся в применении противником крупных сил (8 танковых и 6 пехотных дивизий) для деблокады окруженной группировки, потребовало перехода танковых армий к обороне на внешнем фронте окружения.
Следует отметить, что танковые армии к этому времени имели значительные потери (в составе 6-й танковой армии было около 100 танков и до 20 самоходно-артиллерийских установок, в 5-й гвардейской танковой армии 250 танков и самоходно-артиллерийских установок)171. Учитывая это, а также необходимость ведения танковыми объединениями оборонительных действий, командующие 1-м и 2-м Украинскими фронтами генералы Н. Ф. Ватутин и И. С. Конев немедленно приняли меры к их усилению. Каждой танковой армии было придано по одному стрелковому корпусу четырехдивизионного состава. Кроме того, они получили артиллерийские части. Созданная танковыми армиями оборона в короткие сроки явилась тем бастионом, о который разбивались все попытки врага прорваться к окруженным войскам.