Nel giugno 1944 venne quasi distrutta durante l'operazione Bagration, combattendo nella regione di Babrujsk, e quindi dovette essere ritirata del fronte e inviata, per riorganizzazione, nel settore meridionale (Heeresgruppe Südukraine). Coinvolta nella nuova offensiva sovietica in Romania, venne richiamata prima in Prussia orientale, poi in Ungheria e infine, nella primavera del 1945, in Germania orientale per partecipare alla difesa finale del Reich. Proprio la 20. Panzer-Division avrebbe sferrato l'ultimo e inutile contrattacco dei panzer tedeschi durante la guerra, ottenendo un piccolo successo a Bautzen, il 21 aprile 1945.