Tego samego i następnego dnia oddział dywizji zamordował we wsiach Krzyżanów, Siomki i Cekanów 23 osoby cywilneJózef Fajkowski, Jan Religa: Zbrodnie hitlerowskie na wsi polskiej 1939-1945. Warszawa: Wydawnictwo Książka i Wiedza, 1981, s. 263.. Następnie po przełamaniu polskiej obrony ruszyła na Piotrków Trybunalski. 6 września dywizja walczyła do zmroku z oddziałami 13 DP, a 7 września ruszyła w stronę Warszawy. Brała udział w szturmie Warszawy.
Następnie, w 1940 roku wzięła udział w agresji na Holandię i Francję walcząc w składzie XIX Korpusu. Działania bojowe rozpoczęła atakiem w kierunku Rotterdamu.
Po zakończeniu działań we Francji ze składu dywizji wycofano 2 pułk pancerny i sformowano z niego 16 Dywizję Pancerną.
W 1941 roku dywizja (posiadająca 22 czerwca 1941 154 czołgi) wzięła udział w ataku III Rzeszy na ZSRR w składzie 4 Grupy Pancernej walczącej początkowo w składzie Grupy Armii Północ a później w Grupie Armii Środek. Na terytorium ZSRR dywizja walczyła przeciw Armii Czerwonej do końca 1942 roku a następnie została przerzucona początkowo do Francji a następnie Grecji, gdzie pozostawała w rezerwie do listopada 1943 roku.