16-я пехотная дивизия, предшественница 116-й танковой дивизии, была сформирована в Мюнстере в VI военном округе в октябре 1934 года. Она была укомплектована уроженцами Рейнской области и Вестфалии, но было в ней и несколько пруссаков. Пока Гитлер открыто не отказался от Версальского договора, она существовала под кодовым названием «Командование Мюнстер», но 15 октября 1935 года она получила свое официальное название. Первоначальная 16-я пехотная дивизия состояла из 60-го пехотного полка в Люденшайде, 64-го пехотного полка в Зесте, 79-го пехотного полка в Мюнстере, где располагался штаб дивизии, и 16-го артиллерийского полка в Хамме. В каждом полку было по три батальона (дивизиона), носивших номера I, II и III. Кроме того, 16-му артиллерийскому полку был придан I дивизион 52-го артиллерийского полка. Части обеспечения дивизии (разведывательный, саперный, запасной батальоны, батальон связи, противотанковый дивизион, а также части медицинской службы, снабжения, ветеринарной службы и другие) носили номер 16.
Во время мобилизации в августе 1939 года дивизия была направлена в нижнее течение Рейна, на Западный фронт. В ноябре и декабре 1939 года дивизия передислоцировалась в район Эйфеля (немецкой части Арденн). Во время «странной войны» дивизия лишилась 16-го запасного батальона, который был передан 196-й пехотной дивизии, став III батальоном 362-го пехотного полка. Это произошло в январе 1940 года. Месяцем позже II батальон 64-го пехотного полка был передан в 290-ю пехотную дивизию, став I батальоном 503-го пехотного полка. 16-я пехотная дивизия приняла участие во вторжении в Люксембург, Бельгию и Францию в мае и июне 1940 года. Дивизия считалась одной из лучших в немецкой армии и приняла участие в сражении под Седаном (важнейшем столкновении этой кампании), где танки Гудериана добились решающего успеха. Затем она помогала оборонять от контратак Союзников «танковый коридор», пока танки рвались к морю.
После падения Дюнкерка дивизия в составе 16-й армии участвовала в зачистке Западной Франции. В июле 1940 года она недолгое время выполняла оккупационные функции на западе Франции. В июле, после возвращения в Мюнстер, 16-я пехотная дивизия была разделена. Большая часть дивизии, включая штаб, была использована для формирования 16-й танковой дивизии, которая впоследствии была разгромлена в Сталинграде. 64-й и 79-й пехотные полки, а также штаб и II дивизион 16-го артиллерийского полка были переданы в новую танковую дивизию. Из частей, первоначально входивших в дивизию, лишь 60-й пехотный полк и I дивизион 16-го артиллерийского полка были направлены в Вупперталь, где на их основе была сформирована новая 16-я моторизованная дивизия, официально созданная 8 августа 1940 года.