W roku 1943 została przekształcona w dywizję pancerną. W przededniu bitwy pod Kurskiem dywizja liczyła 139 czołgów, a więc znacznie więcej od analogicznych formacji pancernych Wehrmachtu (np. 3 Dywizja Pancerna posiadała wtedy 90 czołgów, a 9 Dywizja Pancerna 83 czołgi). Na przełomie lipca i sierpnia 1943 wzięła udział w ciężkich walkach nad Miusem. Pod koniec lipca 1944 brała udział w bitwie o Siedlce. W sierpniu 1944 roku w wielkiej bitwie pancernej w rejonie Wołomina koło Warszawy dywizja „Totenkopf” walcząc razem z Dywizją Pancerną Hermann Göring i 5 Dywizją Pancerną SS „Wiking” praktycznie unicestwiła sowiecki 3 Korpus Pancerny.