В марте 1943 г. в Лионе на основе уцелевших остатков дивизии, а также частей 386-й пехотной дивизии, также сформированной во Франкфурте, была создана новая 3-я моторизованная дивизия. Для повышения морального духа солдат она получила название «3-я панцергренадерская дивизия» (). В июле 1943 г. переброшена в Италию в распоряжение группы армий «С», в резерве которой находилась до ноября 1943 г. Затем в составе 14-й армии дивизия участвовала в боях у Салерно, Монте-Кассино, на линии Бернарда, у Анцио и в общем отступлении к Риму. Понесла тяжёлые потери, была выведена в резерв, а в августе 1944 г. переброшена на Западный фронт. Участвовала в боях в районе Парижа, у Нанси, у Метца и Аахена. В январе 1945 г. дивизия в составе 5-й танковой армии была задействована в Арденнской операции. В дальнейшем занимала позиции на Рейне у Кёльна. В апреле 1945 г. капитулировала перед американцами вместе с группой армий «Б» в результате Рурской операции.