В обороне Москвы участвовали и «танки-истребители» – Т-34 с 57-мм пушкой. Около десяти таких машин имелось в составе 21-й танковой бригады, сформированной во Владимире. 14 октября бригада выгрузилась на ст.Демидово и на следующий день получила приказ наступать во фланг Калининской группировке противника. За четыре дня боев бригада уничтожила до 1000 немецких солдат, 34 танка, 210 автомашин, 25 орудий и много другой техники. В ходе боев в октябре – ноябре погибли командир танкового полка 21-й танковой бригады Герой Советского Союза майор Лукин и командир 1-го батальона Герой Советского Союза капитан Агибалов. К 25 ноября все «танки-истребители» бригады были потеряны.
Также имеются данные, что восемь танков Т-34 с 57-мм пушками, но без боеприпасов 19 октября 1941 года поступили в 8-ю танковую бригаду Калининского фронта.
7 ноября 1941 года по Красной площади в Москве прошли 160 танков, 40 из них – «тридцатьчетверки» 33-й танковой бригады.
В целом же в танковых частях Красной Армии, оборонявших Москву, количество танков Т-34 было невелико. Преобладали легкие боевые машины как старых марок, так и новые Т-60. Скажем, в начале октября 1941 года Западный фронт располагал 483 танками, из которых только 45 были Т-34 и КВ. К концу года число Т-34 в войсках несколько возросло, но не превышало 25 – 30% от общего количества боевых машин.
Такое положение сохранялось и в 1942 году, несмотря на рост выпуска Т-34. В танковых войсках 61-й армии, например, перед началом проведения в июле 1942 года Болховской наступательной операции имелось 334 танка семи марок. Из них только 67 (20%) – Т-34.
Пожалуй, самые ожесточенные и драматические бои с участием танков Т-34 развернулись в августе 1942 года на окраинах Сталинграда. Причем, по понятным причинам, в танковых частях, оборонявших город, «тридцатьчетверки» преобладали. Качество изготовления танков было очень плохим, но это уже не имело значения – вплоть до 22 августа машины отправляли до Гумрака еще эшелонами, сберегая моторесурсы. Прямо в степи по команде «Заводи мотор! Следуй за мной!» их сгружали. Пройдя по платформам вдоль всего эшелона, «тридцатьчетверки» с последней платформы буквально прыгали на землю. Но скоро эшелоны уже не понадобились.