Case Blue
1941年から1942年の冬季に行われたソ連軍の反攻に対しては第3装甲師団は緊急対応部隊として各地で活動し、1942年春には、第一装甲軍の傘下移り、ハリコフの防衛戦に従事した。1942年夏のドイツ軍攻勢のブラウ作戦では、第一装甲軍はA軍集団の隷下として参加しコーカサス方面への侵攻を担当した。ブラウ作戦は当初は順調に推移したが最終的には失敗し、第3装甲師団もモズドク周辺での戦闘で多大な損害を出していた。師団はロストフから凍結したアゾフ海を通過する事で撤退に成功した。