К 21 августа 1944 года в дивизии осталось всего 600 человек, 12 танков и ни одного орудия. Ее отвели с фронта и направили в Эйфель, где она спешно получила XII, XIII и XIX крепостные батальоны люфтваффе, а также несколько новых танков Pz-V «Пантера». К 1 сентября она насчитывала 3400 человек, 40 танков и полноценный артиллерийский полк. Среди танков дивизии было много «тигров», так как при отступлении через Верден дивизия обнаружила целый эшелон с Pz-VI, которые она тут же забрала себе, спасая их тем самым от захвата американцами. Вскоре после этого дивизия была вновь направлена на фронт, который снова был готов вот-вот рухнуть.
В середине сентября она вела бои под Ахеном, и ее командир, генерал-лейтенант граф Герхард фон Шверин-Крозигк, был снят с должности Гитлером за несанкционированный приказ оставить город. Решение Гитлера привело к кровопролитным уличным боям в Ахене, однако было верно с тактической точки зрения, поскольку существенно задержало наступление американских войск на западе Германии. Тем временем 116-я танковая дивизия была отведена в район Дюссельдорфа и в сентябре — октябре 1944 года проходила переформирование. 13 октября в ее состав вошла 108-я танковая бригада, и численность дивизии выросла до 11 500 человек, но в ней по-прежнему оставался всего лишь 41 танк. После отправки на фронт 116-я танковая дивизия не сумела предотвратить взятие американцами Ахена, который пал 21 октября. Вскоре после этого дивизия была брошена в бой в Хюртгенском лесу, где действовала на острие мощного контрудара, направленного против американских войск, и 8 ноября заняла Шмидт (ценой потери 15 танков). Потери американцев были намного существеннее. Позднее в том же месяце дивизия была отведена в район Кельна для отдыха и подготовки к Арденнскому наступлению.
16 декабря 1944 года 116-я танковая дивизия нанесла удар на южном направлении задуманного Гитлером наступления в Арденнах и понесла большие потери. Отступив в январе 1945 года в район Клеве, 116-я дивизия в феврале вела бои в Нидерландах, безуспешно пытаясь остановить наступление на Германию англо-канадских войск. Дивизия едва не попала в окружение в Везельском котле, но сумела 5 марта переправиться на другой берег, взорвав за собой мост. Затем дивизия была переброшена южнее, и основные ее силы были окружены и уничтожены в Рурском котле. Однако небольшая боевая группа действовала отдельно от дивизии в составе 11-й армии в Центральной Германии. Она сражалась на Эльбе и в конце войны сдалась американцам.
16-й пехотной (16-й моторизованной, 116-й танковой дивизией) командовали: полковник (генерал-майор, генерал-лейтенант) Герхард Глокке (1 апреля 1934 года), генерал-майор (генерал-лейтенант) Готтард Хайнрици (принял командование 1 октября 1937 года), генерал-майор Генрих Крампф (6 февраля 1940 года), генерал-майор Ганс-Валентин Хубе (17 мая 1940 года), генерал-лейтенант Фридрих-Вильгельм фон Шаппюи (8 августа 1940 года), генерал-лейтенант Зигфрид Хайнрици (16 марта 1941 года), генерал-лейтенант Йоханнес Штрайх (исполняющий обязанности, 13 августа 1941 года), Хайнрици (вернулся 12 ноября 1941 года), граф Герхард фон Шверин-Крозигк (13 ноября 1942 года), полковник Вильгельм Кризолли (исполняющий обязанности, 20 мая 1943 года), Шверин (вернулся 27 июня 1943 года), полковник Гюнтер фон Мантойфель (исполняющий обязанности, 10 февраля 1944 года), полковник Генрих Фойгтсбергер (исполняющий обязанности, 15 марта 1944 года), полковник доктор Эрнст Пеан (исполняющий обязанности, 20 марта 1944 года), Шверин (вернулся в апреле 1944 года), Фойгтсбергер (вновь исполняющий обязанности, сентябрь 1944 года), полковник Герхард Мюллер (сентябрь 1944 года) и полковник (генерал-майор) Зигфрид фон Вальденбург (с 14 сентября 1944 года до конца войны).