Несмотря на ослабление, дивизия получила приказ вместе со 102-й пехотной дивизией обеспечивать прикрытие основного пути снабжения 9-й армии. В начале июля в районе Пушкарей 1-я и 2-я танковые дивизии окружили два советских кавалерийских корпуса, две пехотные дивизии, две механизированные бригады и несколько десантных батальонов. Совместно с пехотой они подавили сопротивление, уничтожив или захватив 218 танков, 592 орудия и 1300 противотанковых пушек. В следующем месяце советские войска прорвали фронт, пробив 50-км брешь в обороне 9-й армии. 1-я танковая дивизия совместно с 5-й танковой дивизией вновь сыграла важную роль в восстановлении линии фронта и ликвидации прорыва. До конца года она продолжала отбивать советские атаки и участвовать в контратаках местного значения. За двадцать один день дивизия уничтожила 65 советских тяжелых и сверхтяжелых танков КВ-1 и КВ-2. Во время советского зимнего наступления 1942/43 года 1-я танковая дивизия обороняла Белый и, несмотря на тяжелые бои, не позволила перерезать важнейшее шоссе на Сычевку. В бою за Босино I батальон 1-го моторизованного полка потерял убитыми и ранеными всех своих офицеров, но продолжал держать оборону и даже контратаковать. В усиление батальону была дана 2-я рота 1-го танкового полка, которая уничтожила 35 КВ-2 и Т-34, но при этом потеряла убитыми и ранеными своего командира, а также двух взводных командиров из трех. Командование ротой принял унтер-офицер Георг Шеффер, подбивший за два дня более 25 советских Т-34 и сорвавший наступление противника. Вскоре после этого XXXXI танковый и XXX армейский корпуса восстановили линию фронта и отрезали передовые части советских войск, которые затем были уничтожены.
В январе 1943 года 1-я танковая дивизия, поредевшая из-за потерь и передачи своих частей в другие соединения, была отведена в тыл на отдых и переформирование. Сначала она была направлена в Амьен (Франция), а затем в Коэкидан (Бретань), где временно получила на вооружение трофейные танки «Гочкис» и «Сомуа». В июне дивизия была переброшена на север Пелопоннеса (Греция), поскольку Гитлер и его командование поверили дезинформации, будто Союзники собираются высадиться там в июле 1943 года. Настоящей же целью высадки была Сицилия. Когда в сентябре Италия попыталась отколоться от Оси, 1-я танковая дивизия сыграла важную роль в окружении итальянской 11-й армии, которая почти не оказала сопротивления. Тем временем в мае 1943 года в штат дивизии был включен 299-й армейский моторизованный зенитный дивизион, а в октябре дивизия уже располагала достаточным количеством танков Pz-V «Тигр», чтобы оснастить ими батальон. Кроме того, она получила около 100 «пантер» (Pz-VI) и вновь обрела полную боеспособность. На следующий месяц дивизия была вновь отправлена на Восточный фронт и сражалась на южном участке фронта в составе 1-й танковой армии, за исключением I батальона 1-го танкового полка, который оставался в Италии, севернее Триеста, в качестве мобильного резерва командующего юго-западным направлением. К дивизии этот батальон присоединился только в октябре. Тем временем остальные подразделения 1-й танковой дивизии принимали участие в сражениях за Киев и Житомир, который был занят в ночь с 17 на 18 ноября, контрнаступлении юго-западнее Киева (ноябрь — декабрь 1943 года) и последовавших за ним боях под Житомиром и Бердичевом (конец 1943 г. — начало 1944 г.). На следующий год 1-я танковая дивизия выполняла функции «пожарной команды» 1-й и 4-й танковых армий, раз за разом оказываясь на самых ответственных участках трещавшего по швам немецкого фронта. В феврале 1944 года 1-я танковая дивизия шла на острие удара, который должен был деблокировать XI и ХХХХII корпуса, окруженные под Черкассами. Дивизия не сумела преодолеть последние 10 км, отделявшие ее от окруженных, но эти усилия позволили спастись из «котла» примерно половине немецких войск. На следующий месяц 1-я танковая дивизия спасла 96-ю и 291-ю пехотные дивизии в ходе весеннего наступления советских войск. Потери дивизии к этому времени были огромными. На 14 марта 1944 года в ее моторизованных батальонах оставалось по 25 % личного состава от штатной численности. Так же обстояли дела в батареях средней зенитной артиллерии и в 1-м танковом разведывательном батальоне. Артиллерийский полк был в лучшем состоянии: его легкие батареи сохранили 50 % состава, а тяжелые батареи — 85 %. Численность 37-го танкового саперного батальона составляла 30 % от штатной, а 1-й танковый полк имел 50–60 боеспособных танков.