从6月6日到10日，第7装甲师被火车运到了东普鲁士，积极为进攻苏联做准备。此时，该部齐装满员，全部装备38(t)、Ⅳ号坦克，机械化步兵第6团也部分装备了半履带车，机动能力显著提高。 

1941苏联前线"巴巴罗萨" 
　　 
1941年6月22日：巴巴罗萨行动开始，第7装甲师隶属于中央集团军群-第3装甲集群-第39装甲军，从东普鲁士发起攻击，第2天，该师试图由奥利他渡过聂曼河时，爆发了一场与苏军第5坦克师的激战。苏军被全歼，但第7装甲师也损失了半数坦克。，进攻继续，维尔纳于6月25日被占领，以此为基地，第39装甲军转向东南的明斯克。6月28日该城被第3装甲集群和第二装甲集群从东、南两面攻占，次日，3个俄国军被合围歼灭。于是第7装甲师横卧于明斯克以东通往莫斯科的大路。7月5日，合围圈中最后28000名苏军投降。第2、3装甲集群迅速开始下一个包围战，这次的目标：斯莫棱斯克。第7装甲师此时仍是一马当先，杀在第39装甲军的最前面，因为该部已于3天前就开始了作战行动。7月3日，该师通过贝瑞西娜，几天后抵达散诺，在此遇到顽强的抵抗。7月10日大多数的第39装甲军部队通过了?，占领了维帖布斯克，并在该城南部警戒，此时，苏军的防御以暂时被打破了，德军再次把目标转到了斯莫棱斯克。 

在白俄罗斯成土飞扬的大道上前进了5天后，第7装甲师抵达了加泽沃附近的斯莫棱斯克-莫斯科大道。第2、3装甲集群抵达斯莫棱斯克，包围了3个俄国军。但是，此时只有装甲部队在维持着包围圈，步兵部队还在150公里以外。苏军组织了好几个新的军试图解围。激烈的战斗从7月18日一直打到8月7日，包围圈中的最后一支部队才投降。这是德国人的又一次战术胜利，但是第7装甲师也受到了很大的消耗。虽然胜利了，可是德国人对莫斯科方向的进攻却停止了，而转向列宁格勒和基辅。中央集团军群转入防御。第7装甲师损失了40%的坦克，最后只能由一个步兵师接防，而该部撤到前线后面休整。 

在8月的休整期间，第7装甲师像“消防队”一样，经常帮助前线的步兵师对付苏军的反攻。总算，在9月的头两周，还算清静。9月19日一个新的任务到来了，准备参加对莫斯科的最后攻击：“台风”行动。这次行动中，第7装甲师和第6装甲师、第14摩托化步兵师被编入了第3装甲集团军第LVI装甲军。10月2日进攻开始，24小时内，两个装甲师就渡过了第聂伯河，第4天，抵达维加斯马，与从南面而来的第4装甲集团军第10装甲师取得联系，4个俄国军被合围，第7装甲师第3次切断了通往莫斯科的道路。13天后，苏军投降，但是10月7日，一个新的，更危险的敌人出现了——淤泥。所有的行动立刻慢了下来，所有的人和装备也陷入了泥水中，几乎到处如此。 
　　 
10月22日至11月8日第7师被调离前线，前维亚济马以北地区。到了11月中旬，开始冰冻道路才又重新畅通，对莫斯科的进攻也开始加速。第7装甲师开始攻击两支苏军的接合部，并击败第30高加索骑兵师。于11月23日占领克林。4天后，捷克洛马附近控制莫斯科-伏尔加运河的桥头堡被建立起来。不过气温此时已渐渐降到零下30摄氏度。12月5日，德军彻底疲惫了，进攻停止。第7装甲师此时距莫斯科大约70公里，德军进攻失败了，苏军补充后，开始了反击。 

1941/42冬、1942春第一次防御 
　　 
第3装甲集团军遭到苏军打击，但第7装甲师未受攻击。由于疲惫和损失，第7装甲师于12月6日后撤。最后沿利马建立了第1道防线，可是，此时的第7装甲师像大多数师一样，不过是一个战斗群规模：仅有千余步兵和少量坦克。为挡住苏军，该师苦战至1942年3月。援兵终于到达，包括40辆坦克。这个月底，该师和第1装甲师在瑞参夫周边作战，之后在4月初，调往维亚济马，接替第246步兵师围困杰洛伊，5月2日胜利。之后部队脱离第9集团军，调回法国休整补充。在俄国的第一年中该师损失9200人，其中2100战死。 

1942法国的休整 
　　 
在法国诺埃特-帕瑟内地区休整期间。第7师的每个装甲团减少到2个营，但是全部装备Ⅲ号、Ⅳ号坦克。第6装甲掷弹兵团第2营，也全部装备半履带车。8月，该师抵达安格斯-乔勒特，9月1日，做好战斗准备。1942年11月8日，盟军在摩洛哥和阿尔及利亚登陆，希特勒立即命令占领维西法国。第7装甲师在费尔博装甲军指挥下于11月27日开始向地中海进军，攻至土伦，试图俘获法国舰队，但法舰抢先自沉。12月中旬，该部进抵地中海沿岸。这时，东线的德军第6集团军在斯大林格勒被围，第7装甲师于1942年12月22日运往俄国。