1938年11月，中国成立陆军新编第11军；1939年8月，新编第11军的番号改为陆军第5军。装甲兵团为陆军第5军直属部队。装甲兵团编有4个战车营，每营有3个战车连。各连均配有5辆CV33／35超轻型坦克和7辆T-26B轻型坦克。
1939年12月，桂南会战中昆仑关反击战打响，第5军装甲兵团奉命以战车连为单位，支援步兵师、团的攻坚作战。历经半月余的激烈战斗，于12月31日收复昆仑关，重创日军第21旅团，旅团长中村正雄毙命，歼灭日军四五千人，击毁日军坦克，汽车300余辆。
1943年5月，中国驻印军在印度东北部兰伽镇成立战车训练班。1943年7月，战车第1营成立。至1944年6月，中国驻印军共成立了7个战车营。战车营装备有M3A3轻型坦克、M4中型坦克、M3A1半履带式装甲输送车和M3A1装甲侦察车等。
1944年2月底，中国驻印军战车第1营配属新编第22师，与该师第16团合编为步坦联合特遣队，进攻驻守胡冈河谷孟关的日军第18师团。战斗打响后，双方便陷入胶着状态，战车第1营，穿越原始森林，远距离迂回敌后，担负奇袭任务。3月3日，与新编第22师步兵第1营一起，出其不意，一举突入孟关以北瓦鲁班，捣毁日军第18师团指挥部，使敌溃不成军。
1944年3月，中国成立陆军第48师，辖有4个团，以改编自装甲兵团的第142团为主要战斗部队。1944年3月，为解衡阳之围，第142团战车第3营奉命派遣一个加强排(6辆T-26B坦克)，协同第46军新编第19师，在1个野战炮营的支援下，沿湘桂路东进作战。新编第19师第57团向两母山至三塘一线攻击未果，后由坦克掩护突击，一举推进至三塘地区。战车排在强行突击中，有2辆坦克被日军火炮击中。同年11月，第142团战车第2营奉命与炮兵、工兵等组成特种部队，在怀远，金城江、龙江等地区，袭击了企图强渡龙江之敌，阻滞了日军向贵州进犯。
