При прорыве глубоко эшелонированной обороны стал применяться боевой порядок из двух-трёх эшелонов. Примером трёхэшелонного построения боевого порядка танковой группы НПП является наступление 31-й гвардейской стрелковой дивизии 11-й гвардейской армии в Орловской операции в июле 1943 года. Танковая группа НПП этой дивизии состояла из 29-й гвардейской танковой бригады и 1453-го самоходно-артиллерийского полка. Всего в группе имелось 85 танков и САУ. Дивизия прорывала оборону на участке шириной в 2,5 км. Средняя плотность танков и САУ на участке прорыва достигала 32 единиц на 1 км фронта. В первом эшелоне в первой линии действовала рота тяжёлых танков, а во второй — две батареи САУ. Второй эшелон состоял из одной линии батальона средних танков. Третий эшелон состоял из двух линий. В первой наступал батальон лёгких танков, а во второй — две батареи САУ. Дистанции между эшелонами достигали 300–400 м. Общая глубина боевого порядка танковой группы НПП составляла около 1 км.
Боевая практика выявила ряд существенных недостатков в подобном построении боевых порядков, главным из которых была невозможность одновременного участия в атаке максимального количества танков. Кроме того, большие расстояния между эшелонами затрудняли огневое взаимодействие танков и САУ, наступавших в разных эшелонах. В дальнейшем, при сохранении идеи глубокого эшелонирования танковых групп НПП, основной тенденцией стало сокращение дистанций между боевыми эшелонами и увеличение количества линий атакующих танков в каждом эшелоне.
Плотность танков и САУ непосредственной поддержки пехоты на участках прорыва стрелковых дивизий в 1942–1943 годах составляла 10–15 единиц, в 1944 году — 20–25 и в 1945 году — 30–40 единиц на 1 км фронта. В некоторых стрелковых дивизиях, наступавших на направлениях главных ударов стрелковых корпусов 1-го Белорусского фронта в Берлинской операции, плотность танков и САУ достигала более 50–60 единиц на 1 км участка прорыва дивизии. При этом опыт войны показал, что плотность в пределах 30–40 танков и САУ, как правило, оказывалась недостаточной для прорыва в высоком темпе глубоко эшелонированной немецкой обороны. Поэтому становилось необходимым привлекать для завершения прорыва тактической обороны противника часть танков из состава подвижных групп армий и фронтов.
Однако же главной задачей этих подвижных групп было развитие успеха в оперативной глубине. Вместе с тем совершенствование организационной структуры танковых и механизированных корпусов, рост их боевых и манёвренных возможностей, а также накопленный опыт обусловили развитие способов боевого и оперативного применения танковых корпусов и армий в наступательных операциях. Так, например, в 1944–1945 годах получило сравнительно широкое распространение использование отдельных танковых и механизированных корпусов в составе конно-механизированных групп. В это же время в некоторых операциях имел место последовательный ввод в прорыв на одном направлении отдельных корпусов и танковых армий. В ряде операций не только отдельные танковые и механизированные корпуса, но и танковые армии в полном составе применялись в первом эшелоне оперативного построения фронтов и общевойсковых армий.
Однако в подавляющем большинстве наступательных операций Великой Отечественной войны как отдельные танковые корпуса, так и танковые армии составляли эшелон развития успеха. Основной формой их боевого применения являлся ввод в прорыв. Но так как в большинстве случаев им приходилось участвовать в завершении прорыва тактической обороны противника, они вводились не в прорыв, а в сражение.
Первый опыт применения танковых армий новой организации в наступлении был получен в Орловской операции, которая проводилась войсками Западного, Брянского и Центрального фронтов с 12 июля по 18 августа 1943 года. К началу операции только Центральный фронт имел в своём составе 2-ю танковую армию, которая почти вплоть до перехода в наступление вела тяжёлые оборонительные бои. 3-я гвардейская танковая армия передавалась Брянскому фронту с 14 июля, а была введена в сражение 19 июля, т. е. на 8-й день операции. 4-я танковая армия включалась в состав Западного фронта с 18 июля, а в сражение вводилась только на 15-й день операции (26 июля). Столь позднее время ввода в сражение 3-й гвардейской и 4-й танковых армий обусловливалось тем, что к началу операции они лишь заканчивали формирование — первая в районе Плавска, а вторая — под Москвой. Кроме того, определить заранее точно срок перехода наших войск в контрнаступление под Курском не представлялось возможным.