Дивизия получила боевое крещение 28 февраля 1943 года в стычке с норвежскими партизанами в районе Рьюкана. Во второй половине августа дивизия была переправлена по морю из Осло в Копенгаген, а 28 августа приняла участие в операции «Тиволи-аусфлюг» — разоружении датской армии. В Норвегии дивизия оставила I батальон 9-го танкового полка, который был переименован в танковый батальон «Норвегия», а впоследствии составил ядро танковой дивизии «Норвегия». Позднее в состав дивизии был включен 279-й армейский зенитно-артиллерийский дивизион.
25-я танковая дивизия была сильно недоукомплектована до сентября 1943 года, когда ее перебросили в район Аррас — Амьен — Камбрэ на севере Франции. Еще больше дивизию ослабила передача более чем 600 различных машин (все были относительно новыми) в 14-ю танковую дивизию, которая восстанавливалась после разгрома под Сталинградом. Что еще хуже, в составе 25-й танковой дивизии было непропорционально много необстрелянных новобранцев и слишком мало ветеранов. Тем не менее вскоре она отправилась на Восточный фронт, где в течение двух с половиной лет (всего с одной значительной передышкой) вела бои на центральном и южном направлениях. Она понесла огромные потери (в основном из-за отсутствия опыта) в боях под Киевом в октябре и ноябре 1943 года. И все же она сыграла важную роль в ликвидации крупного прорыва советских войск восточнее Фастова (к юго-западу от Киева). Позднее дивизия участвовала в контрударах на Киевском выступе, вдоль шоссе Киев — Житомир, а также под Винницей, Проскуровом, Чортковом и Станиславом.
К январю 1944 года дивизия понесла столь тяжелые потери, что совершенно утратила ценность как ударная часть, и высшее командование стало подумывать о ее расформировании. К началу 1944 года остатки 147-го моторизованного полка влились в ряды 2-го моторизованного полка дивизии. Оставшийся танковый батальон был практически уничтожен, от противотанкового дивизиона остались жалкие крохи, а 91-й танковый артиллерийский полк по силе едва соответствовал ослабленному дивизиону. 25-я танковая дивизия вновь понесла большие потери при отступлении на Северной Украине в марте 1944 года, когда она попала в окружение вместе с 1-й танковой армией в «котле Хубе». В апреле в дивизии оставалось всего 8000 человек, и ее отправили в Ольборг (Дания) на переформирование. Здесь в ее ряды влились основные силы танковой дивизии «Норвегия», переформированной в бригаду. Однако едва пополнение дивизии завершилось, как она пала жертвой идеи «танковых бригад». Ей и 233-й резервной танковой дивизии было приказано передать 8300 человек во вновь формируемые танковые бригады (этот эксперимент не увенчался успехом). Танковый батальон «Норвегия» был передан 103-й танковой бригаде, где он стал 2103-м танковым батальоном, а II батальон 9-го танкового полка, который был полностью оснащен «пантерами», был направлен в 104-ю танковую бригаду, где стал 2104-м танковым батальоном. Кроме того, дивизия передала значительную часть личного состава в 109-ю танковую бригаду, включая большую часть штаба 146-го моторизованного полка, на основе которого был сформирован штаб бригады.