В конце августа 1941 года народный комиссар обороны утвердил штат танковой бригады полкового состава на 93 танка. Танковый полк бригады состоял из трёх танковых батальонов. Один батальон планировалось укомплектовать тяжёлыми и средними танками, два других — лёгкими. Уже в сентябре в танковых батальонах полка произошли изменения в сторону уменьшения количества танков, после чего в бригаде стало 67 машин. Опыт применения бригад полкового состава выявил ряд недостатков в их организации. Так, наличие промежуточной инстанции (полка) усложняло управление, командир и штаб бригады иногда лишались возможности оперативно реагировать на изменение обстановки. Учитывая всё это, в сентябре началось формирование бригад батальонного состава.
Одновременно с созданием новых танковых бригад происходило формирование отдельных танковых батальонов. Основной причиной их появления, как показала боевая практика, стала необходимость усиления ими стрелковых дивизий, оборонявших важные направления или рубежи, поскольку дробление бригад для этой цели приводило к распылению их усилий, усложняло управление подразделениями и затрудняло материально-техническое обеспечение.
Первый штат отдельного танкового батальона военного времени приняли в том же сентябре 1941 года. По этому штату батальон должен был иметь три танковые роты (одна рота средних и две роты лёгких танков). Штатом предусматривалось иметь 130 человек и 29 танков. Вскоре выявилась потребность и в более мощных танковых батальонах, в составе которых имелись бы и тяжёлые танки. Такие батальоны создали в ноябре 1941 года. Они должны были состоять из роты тяжёлых танков двухвзводного состава, роты средних и двух рот лёгких танков. Всего в таком батальоне предусматривалось иметь 202 человека и 36 танков (тяжёлых — 5, средних — 11, лёгких — 20).
В 1941-м и зимой 1942 года отдельные танковые батальоны содержались и по другим, причём различным, штатам. Это объяснялось главным образом условиями формирования частей, на укомплектование которых поступала имевшаяся в резерве материальная часть. Нередко по количеству боевых машин отдельные батальоны превосходили танковые бригады.
В начале января 1942 года началось формирование танковых бригад для конницы и пехоты. Предполагалось, что по своему составу они будут лёгкими, с минимальным числом подразделений обеспечения и обслуживания. В каждой такой бригаде предусматривалось иметь по штату 372 человека и по 46 танков. (В танковой бригаде для пехоты должно было быть 10 тяжёлых, 16 средних и 20 лёгких танков; в танковой бригаде для конницы предусматривалось иметь 20 средних и 26 лёгких машин.) Однако сформировать необходимое количество таких бригад не представлялось возможным. В феврале 1942 года было принято решение создать танковые бригады в составе 282 человек, 27 танков и включить их в штат стрелковых дивизий. Но и таких бригад удалось сформировать крайне мало.
Полученный опыт ведения боевых действий зимой 1941/42 года подтвердил правильность разработанной у нас в конце 20-х годов теории глубокой наступательной операции. Практика войны показала, что отсутствие в составе фронтов и армий крупных танковых соединений не позволяло в полном объеме решать такую важную задачу наступления, как развитие тактического успеха в оперативный.
Поэтому с марта 1942 года начали формирование первых четырех танковых корпусов, которые имели в своем составе управление корпуса, вначале две, а вскоре три танковые и мотострелковую бригады. По этому штату в корпусе должно было насчитываться 5603 человека и 100 танков (из них 20 тяжелых КВ, 40 средних Т-34 и 40 легких Т-60 или Т-70). В создаваемых соединениях совершенно не предусматривались артиллерийские части, инженерно-саперные, разведывательные подразделения, а также свой корпусной тыл. Управление корпуса фактически состояло из небольшой группы офицеров, предназначавшейся для координации боевых действий бригад.
Первый опыт боевого применения таких корпусов весной 1942 года на воронежском и других направлениях показал, что новые соединения не обладали необходимой оперативно-тактической самостоятельностью при ведении боевых действий, что отрицательно сказывалось на их результатах.
В июле 1942 года в штат корпуса были включены отдельный гвардейский минометный дивизион, насчитывавший 250 человек и 8 реактивных установок БМ-13, разведывательный и мотоциклетный батальоны. Несколько позже в корпус поступили две подвижные ремонтные базы, а также рота подвоза ГСМ для обеспечения второй заправкой топлива и масла.
Параллельно с развертыванием танковых корпусов в мае 1942 года начали создаваться танковые армии (ТА).
Первые две танковые армии (3-ю и 5-ю) сформировали в мае — июне 1942 года. В конце июля этого же года непосредственно на Сталинградском фронте с использованием полевых управлений 38-й и 28,-й армий были созданы соответственно 1-я и 4-я танковые армии, которые примерно через месяц расформировали.