Con l'avvio dell'Operazione Blu la 1. Panzerarmee rappresentò la punta di diamante del nuovo Gruppo d'armate A del feldmaresciallo List. Il 9 luglio le truppe di von Kleist, riorganizzate in tre Panzer-Division e una divisione motorizzata delle Waffen-SS, entrarono in azione nella regione del Donec partecipando al fallimentare accerchiamento su Millerovo e alla presa di Rostov il 23 luglio. Con la caduta di Rostov la 1. Panzerarmee dilagò rapidamente nella steppa del Caucaso fino ad occupare il 9 agosto gli importantissimi pozzi petroliferi di Majkop. Successivamente, con il dirottamento su Stalingrado di ingenti riserve a causa dell'audace resistenza sovietica, il fronte rimase stabile fino a quando, il 19 novembre, scattò la controffensiva sovietica per accerchiare la 6. Armee tra il Volga e il Don. Il 21 novembre von Kleist prese il comando del Gruppo d'armate A e la guida della 1. Panzerarmee passò al generale von Mackensen. Con il crollo dell'intero fronte tedesco sul Don (Operazione Piccolo Saturno), l'accerchiamento della 6. Armee a Stalingrado e il fallimento dell'offensiva di von Manstein per liberare il generale Paulus venne deciso di ritirare l'intero Gruppo d'armate A dal Caucaso per evitarne l'isolamento e la distruzione. La 1. Panzerarmee venne così salvata da distruzione certa facendola evacuare attraverso Rostov nel gennaio 1943. Completata con successo l'evacuazione dal Caucaso, la 1. Panzerarmee venne inquadrata nel Gruppo d'armate Don del feldmaresciallo von Mastein, costituito il 27 novembre 1942 per bloccare l'inarrestabile offensiva invernale sovietica. Riaggregata al ricostituito Gruppo d'armate Sud, tra il 19 febbraio e il 23 marzo 1943 i carri del generale von Mackensen parteciparono attivamente alla brillante controffensiva tedesca del feldmaresciallo von Manstein per riconquistare l'importante città di Char'kov e bloccare definitivamente l'avanzata sovietica nell'Ucraina orientale.