Anšlusu Rakouska ani obsazování Československa se divize nezúčastnila. Prvního nasazení se dočkala při polské kampani v září 1939, jako součást XVI. motorizovaného sboru generála Ericha Höpnera, který spadal pod Reichenauovu 10. armádu. 1. tanková divize se již 8. září dostala na předměstí Varšavy, ale o den později musela být, spolu s dalšími motorizovanými jednotkami od polského hlavního města stažena, neboť na řece Bzuře začal protiútok polských armád Poznaň (generál Tadeusz Kutrzeba) a Pomořany (generál Wladyslaw Bortnowski), který měl odlehčit nápor německé armády na Varšavu. 13. září byly polské armády obklíčeny a o tři dny později kapitulovaly. Polská armáda přišla o 19 divizí, čímž bylo o výsledku invaze rozhodnuto a 6. října složily poslední polské jednotky zbraně. 1. tanková divize zůstala v Polsku do prosince 1939, kdy byla stažena do Německa a kde došlo k přezbrojení a doplnění stavů.