발칸 침공 작전 당시 루마니아에서 예비대로 배치되었다(1941년). 발칸 반도 점령 직후 감행된 바르바로사 작전에서는 남부집단군 소속으로 참전하였으며(1941년). 1942년 ~ 1943년 사이 스탈린그라드(현재의 볼고그라드)에서 포위 및 괴멸되었다. 서부에서 재편성 된 16 기갑사단은 이후 시칠리 및 남부 이탈리아에서 미국-영국 연합군에 맞서 싸웠다(1943년). 그 해에 다시 러시아 전선으로 복귀했고(1943), 키예프 근방에서 궤멸적인 타격을 받고, 재편성을 위해 폴란드로 철수했다(1944). 1945년에 동부로 복귀 후 체코슬로바키아에서 소련군 및 미군에 항복했다.