1941年10月3日古德里安攻占奥廖尔后，希特勒作为嘉奖，如法国战役样于10月5日把第2装甲集群升级为第2装甲集团军，下辖:
第24摩托化军第3、4装甲师、第10摩步师
第47摩托化军第17、18装甲师
第48摩托化军第9装甲师、第16、25摩步师
第34军第45、134步兵师
第35军第95、263、293、296步兵师
第1骑兵师
莫斯科战役后，第2装甲集团军退守祖沙河—奥卡河—奥廖尔一线至1943年7月库尔斯克战役。期间其装甲机动兵团被剥离，剩第35、53、55军所辖步兵师。
1943年8月5日在苏西方面军、布良斯克方面军、中央方面军联合猛攻下，第2装甲集团军撤出奥廖尔，随后于9月中旬司令部调至南斯拉夫归属“F”集团军群，从事维护交通线清剿游击队工作。反游击战残忍血腥无人道可言，其一度所辖的党卫军第7“欧根亲王”师更臭名昭著。
1944年9月底10月初，苏乌克兰第3方面军从保加利亚进逼南斯拉夫边境，13日第2装甲集团军改组，下辖:第15山地军第264步兵师、第373、392克罗地亚师
党卫军第9军第13山地师
党卫军第5山地军第118歼击师、第369克罗地亚师
第69特别军第1哥萨克师
1945年3月希特勒发动东线最后一次进攻战役“春醒行动”，第2装甲集团军归属“南方”集团军群，在巴拉顿湖以南投入进攻，辖:
第22军第118歼击师、第92装甲掷弹兵旅
第68军党卫军第13山地师、党卫军第16装甲掷弹兵师、第71步兵师、第1国民山地步兵师
直属匈牙利第8师
战役失败后，第2装甲集团军退入奥地利，残兵败将凄惨的坚持到战争结束。
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