В октябре 1940 года дивизия вернулась в Германию, где была переформирована в моторизованную (), то есть 3-я моторизованная дивизия). При этом 50-й полк был передан 111-й пехотной дивизии. В новом качестве дивизия приняла участие в нападении на СССР в составе 56-го моторизованного корпуса, входившго в состав 4-й танковой группы Группы армий «Север». В июне 1941 года дивизия была выдвинута в район южнее Таураге и в ходе общего наступления наносила удар на Расейняй. Летом 1941 года дивизия продвигалась к Ленинграду, достигнув Луги. Однако 15 августа она была переброшена на участок южнее озера Ильмень. С октября 1941 года дивизия действовала в составе группы армий «Центр» в ходе битвы за Москву под Гжатском и Вязьмой, а в ноябре и декабре 1941 года в районе Наро-Фоминска. В июле 1942 года дивизия была передана группе армий «Юг» и приняла участие в наступлении на Сталинград. Вместе с 6-й армией попала в окружение и была уничтожена.