Дольше всего действовали Т-28 1-го механизированного корпуса, входившего в состав Северо-Западного фронта. Это объяснялось, во-первых, наличием в составе корпуса преимущественно экранированных танков, прошедших ремонт в 1940 году, а во-вторых, близостью (по сравнению с другими фронтами) Кировского завода, способного быстро и качественно произвести ремонт повреждённых машин.
В первые же дни войны 1-й мехкорпус раздёргали по отдельным частям и он фактически перестал существовать как боевая единица: 1-я танковая дивизия ещё за несколько дней до войны убыла в Карелию, в район города Аллакурти, 163-ю моторизованную дивизию передали в состав 27-й армии, а из 3-й танковой дивизии изъяли мотострелковый полк и один танковый батальон.
4 июля 1941 года командир корпуса получил боевой приказ штаба Северо-Западного фронта — уничтожить прорвавшуюся группировку противника в районе города Остров. В контратаке, которая началась в 5.00 5 июля, участвовали 5-й и 6-й танковые полки 3-й танковой дивизии, имевших к этому моменту 28 Т-28, 10 КВ, 148 БТ, 30 Т-26 и 42 XT. (Часть танков в атаке не участвовала, а находилась в ремонте и на марше к месту боя. Количество Т-28, участвовавших в атаке, составляло 15–20 машин.) Артиллерийскую поддержку осуществлял только 3-й гаубичный полк — 24 орудия. Пехота практически отсутствовала (имелось до одного сводного батальона из частей 11-й стрелковой дивизии, остальная беспорядочно отошла), авиации совсем не было.
В результате упорного боя с частями 1-й танковой дивизии немцев наши танкисты выбили её из города и вышли на восточный берег реки Великая. Но пехоты для закрепления достигнутого успеха и очищения города не было — сводный батальон понёс большие потери и в беспорядке отошёл.
Немцы, перегруппировав силы, в 15.55 перешли в контратаку силами 1-й и 6-й танковых дивизии при сильной артиллерийской и авиационной поддержке. 5-й и 6-й танковые полки, не получив подкрепления, практически без артиллерии, упорно сдерживали атаки до 17.00. Под ударами пикирующих бомбардировщиков и артиллерии, понеся большие потери, в 19.00 танковые полки 3-й танковой дивизии стали отходить на Порхов и в северном направлении.
В результате боя в полках осталось 43 машины — 1 Т-28, 2 КВ и 40 БТ. В дальнейшем полки дивизии действовали в составе 22-го и 41-го стрелковых корпусов в районах Псков, Порхов, Карамышево, Сельцы. К 15 июля в составе 3-й танковой дивизии осталось 4 Т-28, 2 КВ и 16 БТ, а 21 июля её вывели в тыл для переформирования.
Что касается танков Т-28, то благодаря сохранившемуся «Акту на безвозвратные потери боевых машин», можно узнать о судьбе 13 машин из состава 3-й танковой дивизии:
«Т-28 № 362277 6-го тп, командир младший лейтенант Корейкин — 5 июля 1941 г. разбит и сгорел вместе с экипажем от авиабомбы в г. Остров.
Т-28 № С-940 6-го тп, командир лейтенант Копичев — 5 июля 1941 г. сожжён в г. Остров из-за невозможности эвакуировать (неисправен).
Т-28 № 1673 5-го тп, командир лейтенант Марков — 5 июля 1941 г. разбит снарядами и сгорел в г. Остров. Экипаж жив.
Т-28 № 350502 5-го тп, командир старший лейтенант Ручко — 5 июля 1941 г. в районе г. Остров снарядами противника был разбит мотор, заклинена центральная башня, и машина сгорела.
Т-28 № 362282 5-го тп, командир лейтенант Маслоков — 5 июля 1941 г. в районе г. Остров сгорел от попадания снаряда в бензобак.
Т-28 № Д-1000 5-го тп, командир лейтенант Подгорнов — 5 июля 1941 г. в районе г. Остров сгорел от попадания снаряда в бензобак.
Т-28 № Е-930 6-го тп, командир лейтенант Пужилин — 5 июля 1941 г. в районе г. Остров сгорел от снарядов противника, засев в болоте.
Т-28 № Д-1090 5-го тп, командир младший лейтенант Шемченок — 10 июля 1941 г. при обороне д. Веретенье от попадания снаряда в бензобак машина сгорела.
Т-28 № корпуса 848 5-го тп, командир лейтенант Колошников — при отходе части вследствие неисправностей и невозможности эвакуировать был взорван экипажем 10 июля 1941.
Т-28 № 350557 5-го тп, командир лейтенант Калашников — будучи в окружении в районе д. Луготино, 11 июля 1941 г. пошёл на прорыв к своим в район Порхова и не вернулся. Судьба неизвестна.