ドイツ装甲師団の誕生
初期のドイツ装甲師団は、2個戦車連隊で構成される1個旅団を中核として編成されていた。各連隊は2個大隊を有し、合計16個中隊、561両の戦車を擁する強力な部隊であった。
グデーリアンの理念 ― 諸兵科連合部隊としての装甲師団
「すべてを装甲化する」という極端な構想は、ハインツ・グデーリアンには決して受け入れられなかった。このため装甲師団（Panzerdivision、略称Pz.D）は大規模な諸兵科連合部隊として位置づけられ、作戦においてきわめて柔軟に運用できる存在となった。その役割も、戦果の拡張や追撃に限定されるものでは決してなかったのである。
開戦時の編制
開戦の時点で、各装甲師団は4個目の歩兵大隊によって増強された。一方、戦車大隊は中戦車中隊1個と軽戦車中隊2個を基幹として再編成されている。
1941年の編制
1941年当時の装甲師団は単一の戦車連隊を持ち、最初期に創設された6個師団は3個大隊、残る14個師団は2個大隊を保有していた。機械化歩兵旅団はそれぞれ6個大隊を擁し、砲兵連隊は105mm砲の第3大隊と対空部隊によって増強された。
こうして装甲車両と歩兵の比率は、装甲車両の資源不足と車両の複雑化の高まりにより、1935年以来とは逆転することとなった。
1942年の拡充
1942年からは装甲師団の総数が25個に増加したが、実際の兵力は師団ごとに大きく異なっていた。この間にオートバイ大隊は廃止され、旅団司令部と戦車中隊は、少なくとも書類上は戦前の定数へと戻された。
1943年の改革
1943年には、連隊あたり4個大隊への移行に伴い、師団内における装甲部隊の比率が高まった。また、「パンツァーグレナディーア」（装甲擲弾兵）と改称された歩兵大隊への半装軌装甲車の配備が本格化した。
さらなる新機軸として、105mm砲および149mm砲の自走砲の配備が挙げられる。これと並行して、ティーガーおよびパンター戦車による最初の大隊や、特殊工兵車両の整備も進められた。
慢性的な兵力不足という現実
しかしながら現実には、質的な進歩にもかかわらず、ほぼすべての装甲師団は終戦まで、定員表や装備基準に対する慢性的な不足に悩まされ続けた。この不足の一因は、戦車と突撃砲の分散運用であり、これが1943年のパンツァーグレナディーア師団の創設につながった。
もう一つの要因は、同じ年に武装親衛隊（Waffen-SS）の8個パンツァーグレナディーア師団が装甲師団へと改編されたことである。