В воскресенье 23 августа 1942 года, в день самой страшной бомбардировки Сталинграда, танки 14-го немецкого корпуса около часа дня появились в двух-трех километрах от тракторного завода. Первыми вступили в бой зенитные батареи, прикрывавшие завод. Расчеты орудий были укомплектованы девушками, которые совершенно не умели стрелять по наземным целям. Немецкие танки их просто переехали. Но ценой своей гибели зенитчицы выиграли полчаса. За это время навстречу немцам вышли истребительный и учебный танковый батальоны. Из заводских цехов на боевой рубеж вывели все танки, способные двигаться и имевшие вооружение – всего около 60 машин. Их экипажи были укомплектованы рабочими сборочного и сдаточного цехов. Около 1500 пулеметов Д Т, вынутых со склада, оборудовали сошками. Первый удар был отбит.
Когда начались бои непосредственно в Сталинграде, тракторозаводцы ремонтировали танки непосредственно на переднем крае или увозили их на завод и через несколько часов возвращали экипажам. За период с 23 августа по 13 сентября 1942 года (до момента прекращения выпуска танков) было собрано и отремонтировано 200 танков Т-34. Кроме того, обороняющим город войскам для оборудования огневых точек было передано 170 башен танка Т-34 с орудиями и пулеметами.
«Рабочей лошадкой» советских танковых войск Т-34 стали только в 1943 году. Это хорошо видно на примере Центрального и Воронежского фронтов накануне Курской битвы.