Przed kampanią wrześniową ich liczba zwiększyła się odpowiednio do 136 (w 2, 3, 4 i 5 Dywizji Pancernej, oraz 68 sztuk w 1 Dywizji Pancernej. Dało to całkowitą liczbę 1445 (ok. 40% ogółu sił pancernych) PzKpfw I A i B biorących udział w natarciu na Polskę. Podczas walk stracono 89 tych maszyn, co stanowiło wtedy 45% straconych czołgów wszystkich typów. Specyfika taktyki "Blitzkriegu" (wymuszająca szybkie przemieszczanie się jednostek) ujawniła także ich dużą awaryjność, sięgającą ok. 25%. Ponadto, pomimo swojej relatywnie małej masy, wykazywały tendencje do grzęźnięcia w błocie, jak miało to miejsce w czasie bitwy nad Bzurą. Duże straty tego modelu podczas kampanii wrześniowej były również wynikiem zastosowania cienkiego pancerza o grubości 15 mm. Czołgi te były stosunkowo łatwo niszczone przez polską broń przeciwpancerną jak armata przeciwpancerna wz. 36, a nawet karabin przeciwpancerny wz. 35. Dzięki zastosowaniu w nim amunicji o kalibrze 7.92 mm Panzer I mógł być skutecznie niszczony z odległości 300 metrów