Советское командование из-за недостатка сил постоянно дробило и без того крайне слабые силы дивизии, выделяя небольшие отряды танков на ликвидацию многочисленных прорывов противника и для придания устойчивости обороны пехотных частей. Так, в полдень 13 августа командир дивизии вынужден был выделить разведывательный батальон под командованием капитана Иболдова в распоряжение командующего Кингисеппским сектором обороны, усилив это подразделение тремя танками КВ из 2-го танкового полка, а также 4 Т-50 и 9 «БХМ» из 1-го танкового полка. Спустя три часа от 2-го танкового полка было выделено еще 5 танков КВ в распоряжение командира 2-й дивизии ленинградского ополчения.
15 августа немецкие войска заняли Молосковицы. За время обороны станции по советским данным подбито 103 танка противника, уничтожено 41 противотанковое орудие. Свои потери составили 6 КВ, 4 Т-28, 32 БТ-7, 6 Т-50, 4 Т-26, 7 БА.
В середине августа дивизия отходила к Красногвардейску (Гатчине). За два месяца боев она понесла существенные потери — например, во 2-м танковом батальоне 1-го танкового полка осталось только 16 танкистов из тех, кто встретил начало войны в Карелии.
18 августа 1941 года соединение переформировывается и доукомплектовывается. Танки прибывали из Ленинграда вместе с экипажами. Батальоны 1-го танкового полка укомплектовали следующим образом: 1-й тб (капитана Шпиллера) — 20 танков КВ, 2-й (капитана Антонова) — 22 Т-26, 3-й (старшего лейтенанта Чистякова) — 17 легких танков разных марок. Большинство из прибывших танкистов уже имели боевой опыт.
Сама 1-я танковая дивизия в этот период вела тяжелые оборонительные бои, умело применяя тактику танковых засад.
В роту лейтенанта З. Г. Колобанова (1-й танковый батальон) поступило 5 танков КВ. Эта рота на следующий день стала самым результативным подразделением: принято считать, что за день боя танкисты уничтожили 42 танка (бронеединицы) противника, из них 22 пришлось на долю экипажа танка самого командира роты.
С 16 по 31 августа дивизия, получив пополнение, методом подвижных танковых засад вела упорные сдерживающие бои с превосходящими силами противника, в результате чего уничтожила до батальона пехоты, 77 танков, 7 орудий, 2 миномета, 4 самолета, потеряв за это время 11 КВ, 4 Т-28, 3 БТ-7, 1 Т-34, 8 Т-26, 1 огнеметный Т-26 и 2 бронеавтомобиля.
После боев на западных подступах к Красногвардейску, в начале сентября 1941 года дивизия была переведена на усиление частей, оборонявших юго-восточные подступы к городу.
Развивая наступление, немцы на своем левом фланге достигли Мулдии, Сквориц и угрожали выходом на Красное Село. Чтобы остановить продвижение противника, 8 сентября была создана группа из 6 тяжелых и 5 легких танков. Под командованием начальника оперативной части штаба 1-го танкового полка капитана А. П. Ивановича она была направлена к поселку Русско-Высоцкое. Эта группа под командованием полковника Н. Жукова совместно с ополченцами 3-й гвардейской дивизии вела тяжелые бои, уничтожив 15 танков, 18 ПТО и до 200 солдат противника.
11 сентября 1941 года дивизия все еще имела 20 танков КВ. В это время части дивизии выполняли задачи по прикрытию отходящих стрелковых частей и их тылов. Напримср, 13 сентября 1941 года рота лейтенанта З. Г. Колобанова в составе трех КВ прикрывала деревню Малые Колианы и последней отошла к Красногвардейску. При отходе из города под угрозой уничтожения оказалась большая колонна обоза и зениток без снарядов. Противник обстреливал единственный путь отхода колонны и постепенно сужал кольцо окружения. Танкисты, развернувшись, решительно атаковали огневые точки противника и вели бой до тех пор, пока последняя повозка не миновала опасный участок шоссе. Танки получили повреждения, но смогли отойти своим ходом в сторону Пушкина.
В районе Боболовы заняли оборону «спешенные» экипажи (около пятидесяти человек) вместе со стрелками мотострелкового батальона и оставшимися боеспособными танками 2-го батальона 1-го танкового полка во главе с начальником штаба капитаном Лобановым. В районе Романовки, Кеккелева и Новой немцы встретили упорное сопротивление остатков 1-го танкового батальона капитана Шпиллера. К вечеру 13 сентября противник, подтянув до двадцати танков, предпринял в этом районе очередную атаку, но огнем тяжелых танков был отброшен.
После второй атаки, предпринятой противником через несколько часов превосходящими силами артиллерии и танков, обороняющихся части 1-й танковой дивизии отошли на Онтолово, заняли оборону на рубеже Пендолово, Новое Катлино. На этом участке батальон трое суток сдерживал натиск противника. отбивая многочисленные атаки. В этих боях погиб комиссар батальона Яковлев, был контужен, но остался в строю комбат Шпиллер.
В середине дня 15 сентября немцы повели наступление на Боболову. Не сумев прорвать оборону сводной группы спешенных танкистов и мотострелков, противник обошел ее и оказался в тылу оборонявшихся частей. 1-й танковый полк в спешном порядке отошел к Пушкину.