הדיוויזיה הוקמה ב-1 באוגוסט 1940 על בסיס יחידות מדיוויזיית הפאנצר ה-5, והועמדה תחת פיקוד לודוויג קריוול. במהלך המערכה בבלקן לחמה הדיוויזיה כחלק מהקורפוס הממונע ה-14 במסגרת ארמיית הפאנצר הראשונה, ובמהלך מבצע ברברוסה לחמה הדיוויזיה כחלק מהקורפוס הממונע ה-48 במסגרת ארמיית הפאנצר הראשונה, והשתתפה בקרב אומן, קרב קייב ובקרבות באזור ז'יטומיר. ב-10 ביולי 1941 כותרה דיוויזיית הפאנצר ה-11 במהלך מתקפת נגד סובייטית, ובמשך 5 ימים תוספקה מהאוויר עד שהוסר הכיתור. באוקטובר 1941 הועברה הדיוויזיה תחת פיקוד קורפוס הפאנצר ה-46 במסגרת ארמיית הפאנצר הרביעית, ולחמה עמו בקרב על מוסקבה. בקיץ 1942 הועברה הדיוויזיה תחת פיקוד ארמיית הפאנצר השנייה, ולחמה עמה בקרבות באזור וורונז', ובאזור הדון. לאחר כיתור הארמייה השישית בסטלינגרד הוכפפה הדיוויזיה לקורפוס הפאנצר ה-48 ולחמה עמו במבצע סערת חורף. לאחר מכן הועברה הדיוויזיה תחת פיקוד ארמיית הפאנצר הרביעית, ולחמה עמה בקרב חרקוב השלישי ובקרב קורסק. באוקטובר 1943 הועברה הדיוויזיה תחת פיקוד הארמייה השמינית, ולחמה עמה בקרב דנייפר ובקרב קורסון-צ'רקאסי. לאחר מכן השתתפה הדיוויזיה במבצע יאשי-קישינב הראשון, ובקיץ 1944 הועברה הדיוויזיה תחת פיקוד הארמייה ה-19 בחזית המערבית, ולחמה עמה במהלך מבצע דרגון. לאחר מכן לחמה הדיוויזיה באזור הסאר, כחלק מארמיית הפאנצר החמישית ומהארמייה הראשונה לסירוגין. לאחר מכן השתתפה הדיוויזיה בקרבות בגרמניה, עד לסיום המלחמה.