בפלישה לברית המועצות, כללה הפאנצרגרופה ה-4 את קורפוס הפאנצר ה-41 ואת קורפוס הפאנצר ה-56. הפאנצרגרופה השתתפה בקרבות קשים בחלקה הצפוני של החזית המזרחית והובילה את ההתקדמות של קבוצת ארמיות צפון לעבר לנינגרד (כיום סנקט פטרבורג). בעקבות הקשחת ההגנה הסובייטית באזור לנינגרד והעברת כובד המשקל לעבר המתקפה על מוסקבה, הועברה הפאנצרגרופה לקבוצת ארמיות מרכז כדי לסייע בכיבוש עיר הבירה הסובייטית. למרות התגבורות הגדולות שקיבלה קבוצת ארמיות מרכז, היא נכשלה במשימה ומוסקבה נותרה בידיים סובייטיות.