Ekim 1941'de 2. Panzer Bölümü Doğu Cephesine gönderildi ve Ordu Grup Merkezini Moskova Operasyon Tayfunu'na doğru iterek güçlendirdi. XL Panzer Kolordusuna (daha sonra Moskova Savaşı sırasında 4. Panzer Ordusunun V Ordu Kolordusuna) bağlandı. 16 Kasım'da, tümendeki birimlere " Panfilov'un Yirmi Sekiz Muhafızı " nın olması gerektiği Sovyet pozisyonlarına saldırdı. Tümen, 1941 kışında Kızıl Ordu'ya karşı yapılan bir saldırının ardından geri çekildi ve 1942'nin ilk aylarında 9. Alman Ordusu'nda çeşitli savaşlarda yer alan muharebelere katıldı. 1943 yılında 2. Panzer Tümeni, 9. Alman Ordusu, Ordu Grup Merkezi'nin XLVII Panzer Kolordusu'nun bir parçası olarak Kale Operasyonuna katıldı. Operasyonun başarısızlığının ardından Kızıl Ordu, Ordu Grubu'nun Merkezinde Kutuzov Operasyonunu başlattı. Tümen geri çekildi, ağır kayıplara uğradı, 1942'de Almanların Volga ve Kafkasya'ya itilmesine yardımcı olmak için cephenin güney sektörüne gönderildiklerinde üç tank taburunun ikisini de kaybetti.