18-й отдельный танковый батальон (командир старший лейтенант Водопьян) прибыл на Карельский перешеек 11 декабря 1939 года, имея 54 Т-38. В феврале 1940 года был придан для поддержки 136-й стрелковой дивизии. В ходе боев танки использовались как подвижные огневые точки на флангах и в промежутках между боевыми порядками наступающей пехоты. Продвижение их было скачками, от одного рубежа к другому. Кроме того, батальон охранял командный пункт дивизии, вывозил с поля боя раненых и подвозил боеприпасы. Потери в ходе войны составили 6 Т-38 (1 сгорел, 2 подбито, 3 вышло из строя по техническим причинам).
38-й отдельный танковый батальон прибыл на Карельский перешеек 20 декабря, полностью укомплектованный танками Т-37А. Использовался для охраны коммуникаций, а в феврале участвовал в нескольких боях. Потери батальона составили 18 машин, из них 4 от артогня, остальные вышли из строя по техническим причинам.
41-й отдельный танковый батальон прибыл на фронт, имея 54 танка Т-37А и Т-38. Действовал в составе 13-й армии на Карельском перешейке, в боях не участвовал, использовался для охраны тылов.
81-й отдельный танковый батальон прибыл на фронт в составе 54 танков Т-37А и Т-38. Был включен в состав 13-й армии на Карельском перешейке, использовался для патрулирования дорог, в боях не участвовал. На 14 февраля 1940 года в строю осталось 37 танков, остальные вышли из строя по техническим причинам.
21-й отдельный танковый батальон (командир капитан Еремин) прибыл в состав 8-й армии, имея 52 Т-37А и 2 Т-38. В январе 1940 года получил 2 тягача Т-26, 5 БА-10 и 10 БА-20. В боях не участвовал, использовался для сопровождения транспортных колонн и охраны штабов.
79-й отдельный танковый батальон (командир капитан Коденец) прибыл в состав 9-й армии 22 декабря 1939 года в составе 42 Т-37А и 12 Т-38. Машины были сильно изношены, но, несмотря на это, удачно действовали в районе Суомуссалми, прикрывая отход 163-й стрелковой дивизии. Двигаясь по льду озера, они являлись как бы подвижными броневыми огневыми точками, отбивая атаки противника, предпринимаемые им против арьергардов стрелковых частей. Успеху действий батальона способствовало отсутствие у финнов противотанковых орудий, а также то, что действия велись на очень небольшом пространстве. Ледяная поверхность озера с неглубоким снежным покровом позволяла танкам появляться там, где финны проявляли активность в наступлении. Генерал X. Сииласвуо, командовавший финскими войсками в том районе, писал об этом: «Танки, маневрируя по льду, препятствовали всяким нашим попыткам атаковать отступающего противника».
Потери батальона за время войны составили 34 танка: подбито в бою — 21 Т-37А, оставлено на территории противника — 1 Т-37А и 2 Т-38, вышло из строя по техническим причинам и отправлено на завод — 4 Т-37А, 60-й отдельный танковый батальон (командир капитан Небывалое) прибыл в состав 9-й армии 22 декабря 1939 года, имея 54 Т-38. После марша Кемь — Ухта, продолжавшегося трое суток, в условиях снегопада и метели, удалось собрать и отправить на фронт лишь одну роту (15 машин). С 31 декабря 1939 года, совместно с 79-м танковым батальоном, действовал в полосе 163-й стрелковой дивизии. Потери за время войны составили: 13 Т-38 (1 подбит артогнем, 3 оставлено на территории противника, 9 вышло из строя по техническим причинам и отправлено на завод).
Общее количество потерь плавающих танков в ходе советско-финляндской войны оценить довольно сложно, но некоторые выкладки привести можно. Так, по сведениям Автобронетанкового управления РККА, на 1 марта 1940 года на фронте имелось 718 Т-37А и Т-38, из них: в 7-й и 13-й армиях (на Карельском перешейке) — 425, в 8-й и 15-й армиях (Петрозаводское направление) -107, в 9-й армии (направления Кемь — Кандалакша) — 152, в 14-й армии (Мурманское направление) — 34. Из этого количества безвозвратные потери составляли 94 машины (49). Если учесть, что к ноябрю 1939 года в Красной Армии числилось 3660 Т-37А и Т-38, то в советско-финляндской войне участвовало 20 % всего наличного парка плавающих танков.