K připravované operaci Barbarossa, mimo regulérních armád, byly připraveny i čtyři rychlé tankové skupiny (Kleistova 1. tanková skupina, Guderianova 2. tank. sk., Hothova 3. tank. sk. , Höpnerova 4. tanková skupina), které měly sehrát hlavní roli v bleskové válce na východní frontě. Od podzimu roku 1941 bylo uvažováno o přejmenování na stálé „tankové“ armády. Kleistova 1. tanková skupina za vítězství u Kyjeva obdržela označení 1. tanková armáda dne 25. října 1941. V té době se tato tanková armáda nacházela již hluboko na území východní Ukrajiny a měla problémy se ztrátama z minulých bojů, ale hlavně se zásobováním, které vázlo na naprosto neodhadnutých logistických potřebách německých armád hluboko v SSSR. Přes tyto problémy a rychle se blížící ruskou zimu, dostala 1. tanková armáda další úkol, měla dobýt sovětské přístavní a průmyslové město Rostov na Donu. Přes situační Kleistovu zprávu, která kritizovala další postup do SSSR s nedostatečnými prostředky, zahájila Skupina armád Jih (pod kterou Kleistova armáda spadala) postup na Charkov a Rostov na Donu. Po dalších vyčerpávajících bojích vstoupil III. motorizovaný sbor (von Mackensen) 1. tankové armády koncem prosince 1941 do Rostova. Ale logistické problémy a nápor sovětských vojsk donutil německé jednotky začátkem ledna 1942 k urychlenému ústupu z města a stáhnutí do obranných postavení na řece Mius, kde se sovětská zimní ofenzíva zastavila. Tento ústup, který nebyl posvěcen vrchním velením (Adolfem Hitlerem) znamenal odvolání generála polního maršála von Rundstedta z velení Skupiny armád Jih a silně otřásl postavením generálplukovníka Ewalda von Kleista ve funkci velitele 1. tankové armády.