Sulla difensiva per un periodo che va fino alla fine del 1942, durante il quale la divisione venne chiamata a chiudere le brecce aperte dai sovietici lungo il fronte, dopo aver ricevuto rinforzi si vide costretta a cederne una parte ad altri reparti, entrando di nuovo in battaglia vicino a Kursk con 13 Panzer II, 28 Panzer III, oltre 5 Panzer IV e 2 carri comando. Duramente provata dagli scontri con le forze corazzate sovietiche, la 4. Panzer-Division partecipò all'operazione "Zitadelle" nei ranghi della IX Armata dopo aver ricevuto nuovi rimpiazzi che aumentarono il parco carri armati a 15 Panzer III, 80 Panzer IV e 6 carri comando.