В состав 1-й штурмовой инженерно-саперной бригады вошел 510-й отдельный огнеметно-танковый полк, сформированный в январе-мае 1944 года на основе 510-го отдельного огнеметно-танкового батальона и состоявший из двух танковых рот, а также взводов — разведывательного, ремонтного, транспортного, других подразделений обеспечения. Полк имел 240 человек личного состава, а кроме 21 танка, еще и 6 бронеавтомобилей БА-64, 7 мотоциклов, 53 специальных и грузовых автомобилей (техника полка была приобретена на средства, собранные трудящимися предприятий города Краматорска).
31 мая полк в составе бригады был придан 3-й армии 1-го Белорусского фронта. В июне 510-й полк был придан 120-й гвардейской стрелковой дивизии 41-го стрелкового корпуса и вместе с ней участвовал в прорыве заблаговременно подготовленной и сильно укрепленной обороны противника на реке Друть севернее Рогачева. Так, в бою 25 июня танки полка с десантом пехоты из 1-го штурмового инженерно-саперного комсомольского батальона атаковали опорный пункт Веричев. Огнеметные танки шли впереди стрелковых подразделений. Из 10 танков первой роты 6 подорвались на минах, остальные продолжили атаку. Достигнув траншей и окопов противника, танки разворачивались вдоль них и пускали огнеметные струи, поражая пехоту противника и внося панику в ее ряды. Преследуя противника после захвата опорного пункта, танки огнеметного полка вели огонь по вражеским огневым точкам и скоплениям пехоты. При выходе на минное поле саперы-штурмовики соскакивали с брони и проделывали проходы для танков. В ходе боя танки часто действовали как линейные, ведя артиллерийский и пулеметный огонь. Для маскировки своих действий и прикрытия подбитых машин танкисты использовали дымовые шашки. За два дня боев на реке Друть полком было уничтожено 10 противотанковых орудий, 14 ДЗОТов и крупных блиндажей, пять минометных батарей, 15 станковых и 10 ручных пулеметов, более 400 солдат и офицеров противника.
Поскольку огнеметные танки использовались для штурма укрепленных позиций, большую пользу приносило их взаимодействие с инженерными танками.
Так, в июле полк вел бои за Белосток совместно с 336-м стрелковым полком. 26 июля огнеметные танки двинулись в атаку вслед за танками Т-34, оборудованными навесными Катковыми минными тралами, преодолев минные поля, развертывались в линию и действовали как танки непосредственной поддержки пехоты. Бои за город закончились 27 июля, за отличные действия в ходе освобождения Белостока 510-й полк в августе 1944 года получил наименование «Белостокский».
15 марта 1945 года 510-й оотп был придан 108-й стрелковой дивизии и получил задачу на штурм города Данциг в составе штурмовых групп 407-го и 44-го стрелковых полков. В штурмовую группу входили 3–4 линейных танка, 2 самоходных орудия СУ-122, 2 огнеметных танка ОТ-34, 4 полковые или дивизионные пушки, стрелковая рота со станковыми пулеметами и ПТР, отделение саперов (10 человек), отделение огнеметчиков с ранцевыми огнеметами (10 человек), гранатометчики (6 человек). 27 марта танки 51-го оотп с десантом на броне ринулись в атаку на подготовленную оборону противника в пригороде Данцига. «Умело маневрируя, танкисты ворвались в первую траншею, — рассказывает о бое полковник запаса Н. Стасюк. — Отлично действовал экипаж командира взвода лейтенанта Б. В. Шелуханова. Механик-водитель сержант С. С. Томожников четко выполнил разворот над траншеей и выпустил одну за другой три огнеметные струи. Уцелевшие гитлеровцы бросились бежать, стремясь спастись в зданиях».
В ходе боя в предместьях танки пускали в ход огнеметы, подавляя огневые точки в подвалах и поражая «фаустников». В ходе штурма Данцига танкисты 510-го оотп уничтожили около 200 вражеских солдат и офицеров, 10 «фаустников», 8 пулеметных точек, 6 противотанковых ружей, 3 противотанковых орудия, 20 автомашин, сожгли и разрушили 80 домов, приспособленных под укрепленные огневые точки и даже потопили орудийным огнем баржу с солдатами противника на р. Мертвая Висла. Бои в Данциге показали высокую эффективность огнеметных танков в боях в населенных пунктах, особенно в составе штурмовых групп. Характерно, что кроме отдельного огнеметно-танкового полка в состав 1-й штурмовой комсомольской инженерносаперной бригады вошел также 36-й батальон ранцевых огнеметов. Тесное взаимодействие танковых и ранцевых огнеметов было новым шагом, порожденным опытом войны. Сочетание огнеметных танков, подавлявших и ослеплявших огневые точки противника, с портативными дымовыми средствами и ранцевыми огнеметами, действующими с малых дальностей, давало ощутимый эффект при бое в населенных пунктах и уменьшало потери.