Das Attentat auf Hitler vom 20. Juli 1944 steigerte dessen Misstrauen gegenüber der Wehrmacht und besonders auch gegen die "Division Brandenburg", da diese eine Schöpfung des denunzierten Widerstandsangehörigen Admiral Wilhelm Canaris war. Außerdem rückte die Rote Armee Anfang September 1944 in Bulgarien ein und drohte bald die deutschen Heeresgruppen auf dem Balkan anzugreifen. Unter diesen Umständen entschloss sich die Wehrmachtführung am 13. September 1944 die Regimenter der "Division Brandenburg" im Raum Belgrad zusammenzuziehen und zu einer regulären Panzergrenadier-Division umzuwandeln. So wurde die Kommandoeinheit im Zuge dieser Entwicklung zunächst in eine motorisierte Infanterie-Division umgegliedert und erhielt am 15. September 1944 den Namen "Panzergrenadier-Division Brandenburg". Dazu wurde das 3. Regiment, das gerade in Italien stand, herausgelöst und als "M.G.-Bataillon Generalfeldmarschall Kesselring" verselbständigt. Das Personal des 4. Regimentes wurde auf die Regimenter 1 und 2 aufgeteilt, die nunmehr als "Jäger-Regiment 1 Brandenburg" bzw. "Jäger-Regiment 2 Brandenburg" den Kern der neuen Division bildeten. Dabei wurden Mitte Oktober 1944 auch Teile der Sturm-Division Rhodos eingegliedert. Am 20. Dezember 1944 folgte der Zusammenschluss der "Panzergrenadier-Division Brandenburg" mit der "Division Großdeutschland" zum Panzerkorps „Großdeutschland“. Da die Division innerhalb weniger Monate schwere Verluste erlitt, wurde im Februar 1945 eine Umgliederung und Auffrischung erforderlich. Am 10. März 1945 kam der Verband deshalb als "Panzergrenadier-Regiment Brandenburg" wieder zum Einsatz.