사단의 역사상 가장 기념할만 한 순간은 파리 해방이다. 연합군 전략은 라인 강으로 후퇴하는 독일군을 궤멸시키는 것을 강조했고, 파리에 대한 공격은 그것을 파괴하는 것을 감수해야 한다고 생각했지만 앙리 롤탕귀 휘하의 레지스탕스가 8월 19일 도시에서 봉기를 일으키자 샤를 드 골은 바르샤바 봉기처럼 봉기가 진압되는 것을 막기 위해 파리에 사단을 보내라고 협박했다. 드와이트 아이젠하워는 프랑스 기갑사단과 미국 제4보병사단을 파리로 보내는 것에 동의했다. 8월 23일 아침 르클라크의 제2기갑사단은 아르장탕 남쪽을 떠나 파리를 향해 진격했지만 도로의 열악한 상황과 프랑스 군중들, 그리고 파리 인근에서의 치열한 전투로 진격은 더디어졌다. 8월 24일, 르클라르 장군은 제2기갑사단이 다음 날 도시에 입성한다는 메시지와 함께 작은 진격 부대를 도시 안으로 진입시켰다. 레이몬드 드론에 의해 지휘를 받는 이 부대는 제9부대를 구성하고 있었다. 드론과 그의 사람들은 파리 시청에 도착하였는데 8월 24일 오후 9시 반 직전이었다. 8월 25일, 제2기갑사단과 미국 제4보병사단은 파리에 입성해 도시를 해방시켰다. 제2기갑사단의 전차 35대와 자주포 6대, 111대의 차량이 파괴될 정도로 치열했던 전투 씉에 독일 군사 정부는 뮤리스 호텔에서 항복했다. 8월 26일 샹젤리제 거리에서 큰 승전 행진 퍼레이드가 열렸다.