Après la fin de la bataille de Normandie, la 5. Panzerarmee se retira vers la Lorraine où elle mena de durs combats pour retarder l'avancée fulgurante de la américaine de Patton. Elle fut ensuite placée en réserve dans la région d'Aix-la-Chapelle au courant -. Elle participa ensuite à l'offensive des Ardennes le . Fer de lance de l'attaque, la 5. Panzerarmee devait couvrir le flanc sud de l'opération et s'emparer de Bastogne et de Dinant. Les errements du commandement allemand empêchèrent la prise de Bastogne, farouchement défendue par les parachutistes américains. Après l'échec de l'opération, la 5. Panzerarmee recula sous les coups de boutoir des Américains et se retrancha derrière le Rhin en , après de nouveaux combats sur la ligne Siegfried. En , les soldats américains franchissent le Rhin à Remagen tandis que les Britanniques et les Canadiens lancent au nord l'opération Varsity. Ces deux opérations mènent à l'encerclement du groupe d'armées B du "Generalfeldmarschall" Model, dont dépend la 5. Panzerarmee. Commandée par le "Generaloberst" von Lüttwitz, elle finit par capituler le dans la poche de la Ruhr.