Но, судя по записи, которую сделал 29 июня в своём дневнике начальник генерального штаба вермахта генерал-полковник Ф. Гальдер, на немецкие войска было оказано не только моральное воздействие:
«На правом фланге 1-й танковой группы 8-й русский танковый корпус глубоко вклинился в наше расположение и зашёл в тыл нашей 11-й танковой дивизии. Это вклинение противника, очевидно, вызвало большой беспорядок в нашем тылу в районе между Бродами и Дубно. Противник угрожает Дубно с юго-запада, что при учёте больших запасов вооружения и имущества в Дубно крайне нежелательно».
Потери 1-й немецкой танковой группы составили на 4 сентября 1941 года 408 танков, из них 186 безвозвратно. Эти цифры могли быть ещё больше, если бы в контрударе принимал участие 4-й механизированный корпус (командир — генерал-майор А. А. Власов), в котором имелись 313 Т-34 и 101 КВ. Но корпус этот действовал южнее, в полосе 6-й армии. Были велики и наши потери — после трёх дней операции все четыре мехкорпуса остались практически без танков. В целом же с 22 июня по 9 июля 1941 года потери Красной Армии составили 11 712 танков, в том числе и почти все Т-34. Причём это были безвозвратные потери, так как отремонтировать повреждённые машины не представлялось возможным — поле боя оставалось за немцами.
Огромные потери людей и техники привели к экстренному переходу от корпусов к более мелким формированиям — бригадам, полкам и батальонам.
В битве за Москву принимали участие бригады разной организации. Так, 8-я танковая бригада, например, имела полковую структуру. На её вооружении состояло 22 Т-34, 7 KB и 32 лёгких танка. 4-ю танковую бригаду (с 11 ноября 1941 года — 1-я гвардейская) сформировали в сентябре 1941 года в Сталинграде уже по батальонной схеме организации, включив в её состав 49 машин (из них 16 — Т-34 производства СТЗ). Это соединение под командованием М. Е. Катукова успешно действовало под Орлом и Мценском, сражаясь против 2-й немецкой танковой группы генерала Г. Гудериана, а затем, совершив 360-км марш своим ходом, вступило в бой на Волоколамском направлении. Говоря о 1-й гвардейской бригаде, нельзя не упомянуть старшего лейтенанта Д. Ф. Лавриненко. Он участвовал в 28 боях. Три танка Т-34, на которых он воевал, сгорели. В день своей гибели, 17 декабря 1941 года, под Волоколамском Лавриненко подбил 52-й по счёту танк противника и стал самым результативным советским танкистом периода Второй мировой войны.
В обороне Москвы участвовали и танки-истребители — Т-34 с 57-мм пушкой.
Около 10 таких машин имелось в составе 21-й танковой бригады, сражавшейся на Клинском направлении. Только за два дня, 15 и 16 ноября, 21 тбр, действуя из засад, подбила 18 вражеских танков.
7 ноября 1941 года по Красной площади в Москве прошли 160 танков, 40 из них — «тридцатьчетвёрки» 33-й танковой бригады.
В целом же в танковых частях Красной Армии, оборонявших Москву, количество танков Т-34 было невелико. Преобладали лёгкие 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 Волховской наступательной операции имелось 334 танка семи марок. Из них только 67 (20 %) — Т-34.
«Рабочей лошадкой» советских танковых войск Т-34 стали только в 1943 году. Это хорошо видно на примере Центрального и Воронежского фронтов накануне Курской битвы.
Таким образом, в танковом парке двух фронтов в июле 1943 года «тридцатьчетвёрки» составляли уже 62 % и вынесли на себе основную тяжесть жесточайших танковых сражений на Курской дуге, в том числе и знаменитого Прохоровского. Последнее, вопреки сложившемуся стереотипу не проходило на каком-то отдельно взятом поле, типа Бородинского, а осуществлялось на фронте протяжённостью до 35 км и представляло собой ряд отдельных танковых боёв.