23 листопада 1940 року Румунія приєдналась до військово-політичного блоку країн Осі і 22 червня 1941 року разом з Німеччиною напала на СРСР. Румунські R-2 було зосереджено в 1-му танковому полку 1-ї бронетанкової дивізії «Велика Румунія», яка 3 липня 1941 року форсувала р. Прут і розгорнула наступ у напрямі на Могилів-Подільський, ведучи бої в основному з частинами радянського 2-го механізованого корпусу. На початку бої були без особливих втрат з боку румунських бронетанкових військ, проте при наближенні до Одеси румунські війська зустріли серйозний опір і уже станом на 20 серпня 1941 року у складі залишилось 20 боєздатних машин. У подальшому під Одесою танки R-2 широко не застосовувались. Після евакуації військ Одеського оборонного району 16 жовтня 1941 року румунські танкові частини повернулись на батьківщину на ремонт і переобладнання, проте 25 машин R-2 було втрачено безповоротно.