El 22 de junio de 1941, la 3.ª División Panzer estaba encuadrada en el XXIV Cuerpo de Ejército Motorizado, del II Ejército Panzer, perteneciente al Grupo de Ejércitos Centro. Durante su avance, la División participó en buena parte de las principales batallas de su sector, como la batalla de Bialystock o la batalla de Minsk, para posteriormente combatir en la Batalla de Kiev, logrando el cerco de un importante número de tropas del Ejército Rojo.