ドイツ装甲師団に着想を得た1940年の創設
1940年に創設されたアメリカ機甲師団は、ヨーロッパ戦線で圧倒的な勝利を収めたばかりのドイツ装甲師団（Panzer-Division）に強い影響を受けたものであった。当初の編制は、偵察大隊、機甲旅団（軽戦車6個大隊と中戦車3個大隊、その後まもなく105mm自走砲大隊1個が追加）、半装軌車および装甲車を装備した2個大隊からなる歩兵連隊、牽引式105mm榴弾砲群、工兵大隊、そして補給大隊によって構成されていた。
この初期編制における戦車定数は、中戦車108両、軽戦車273両の合計381両という大規模なものであり、当時のアメリカ軍が機甲兵力に賭けていた期待の大きさを物語っている。
375両の戦車を擁する新編制へ
その後の編制改正では、2個機甲連隊（それぞれ中戦車2個大隊と軽戦車1個大隊を保有）、3個大隊からなる歩兵連隊、そして105mm自走砲3個群を基幹とする体制へと移行した。この結果、師団が保有する戦車の総数は375両となった。
チャフィー将軍による柔軟な再編成
決定的な転換点となったのは、アメリカ機甲部隊の父と称されるエイドナ・R・チャフィー将軍の指示である。彼の方針に基づき、機甲師団は2個の諸兵科連合戦闘団（コンバット・コマンド）を基幹として再編成された。この戦闘団方式により、大型部隊でありながら状況に応じた柔軟な運用が可能となり、際立って高い戦術的効力を発揮することになった。
さらに改編が進められ、戦闘団の数は3個へと増加した。一方で軽戦車部隊は解体され、大隊の総数は減少するとともに、連隊司令部も廃止された。こうして確立された新編制は、より実戦的で融通の利くものとなったのである。
1944〜45年の実戦配備状況
この新しい編制表は、1944年から1945年にかけて実戦に投入された16個機甲師団のうち、実に14個師団に適用された。残る2個師団のみが、1942年以来の重厚な旧式編制を引き継いだまま終戦まで戦い抜いた。この事実は、チャフィー流の柔軟な戦闘団方式が、欧州戦線での実戦経験を通じていかに有効であったかを如実に示している。