Praktycznie jednak sformowane zostały tylko dwie baterie, które istniały już w czasie pokoju: 1 bateria haubic 100 mm i 2 bateria armat 75 mm. 15 sierpnia dywizjon pomaszerował wraz z 10 BK w rejon Krakowa stacjonował w Kryspinowie, Liszkach i Woli Justowskiej, wszedł wraz z brygadą w skład Armii "Kraków".
Działania bojowe 1 września 1939 roku zmieniono nazwę dotychczasową I/1 pam na 16 dywizjon artylerii motorowej. W godzinach południowych dywizjon wraz z 10 BK wykonał marsz przez Kraków, Myślenice, Pcim w rejon Jordanowa. Wieczorem osiągnął rejon Naprawy, zajmując tam stanowiska ogniowe, i punkty obserwacyjne na Górze Ludwiki i wzgórzach Wysoka. O świcie 2 września osiągnął pełną gotowość ogniową. O godz. 4.00 2 bateria ostrzelała grupę czołgów niemieckich na skraju Spytkowic, uszkadzając 4 z nich. Ok. godz.5.00 16 dam wspierał obronę 24 pułku ułanów i 1 pułk piechoty KOP (1 pułku górskich strzelców), przed natarciem niemieckiej 2 Dywizji Pancernej. Stanowiska ogniowe i punkty obserwacyjne były ostrzeliwane przez artylerię niemiecką. Armaty i haubice dywizjonu prowadziły bezustanny ostrzał jednostek wroga, z przerwami spowodowanymi potrzebą chłodzenia luf dział lub przerwaną łącznością z obserwatorami.