После отступления от Волги 6-я танковая дивизия с боями отступила за Дон и Донец и приняла участие в контрударе под Харьковом, где она составляла одну сторону клещей, вторую часть которых составлял II танковый корпус СС. В следующем месяце I батальон 11-го танкового полка был направлен в Германию для переоснащения новыми танками Pz-V «Пантера». В результате в дивизии остался всего один танковый батальон (II батальон 11-го танкового полка), оснащенный в основном машинами Pz-IV. Из-за превратностей войны I батальон вернулся в состав дивизии только через 20 месяцев. Тем временем 6-я танковая дивизия участвовала в операции «Цитадель» (Курской битве), в боях под Белгородом и в 4-м сражении за Харьков, во время которого дивизия удерживала город в течение 10 дней, несмотря на массированные атаки советских войск. К моменту отступления из города 23 августа дивизия уничтожила свой 1500-й советский танк.
Не в силах удержаться на Днепре, 6-я танковая дивизия вместе с остатками группы армий «Юг» отошла на запад, где фельдмаршал Эрих фон Манштейн временно усилил дивизию 503-м тяжелым танковым батальоном (34 «тигра») и II батальоном 23-го танкового полка (47 «пантер»). Вместе с II батальоном 11-го танкового полка эти части составили «тяжелый танковый полк Бэке» во главе с командиром 11-го танкового полка полковником Бэке. 6-я танковая дивизия произвела отчаянную контратаку, уничтожив одним ударом 268 советских танков и 156 орудий. Спустя несколько дней Бэке возглавил деблокирующий удар под Черкассами и спас почти половину войск, попавших в окружение в этом районе в феврале 1944 года. После этого дивизия продолжила отступление через Украину.
Следующий месяц принес очередной кризис. Пока 6-я танковая дивизия безуспешно обороняла Тарнополь (Тернополь), новое наступление советских войск привело к окружению всей 1-й танковой армии (200 тыс. человек в 18 дивизиях, включая 6-ю танковую) в районе Каменец-Подольска, к востоку от Днестра. Командующий армией генерал Ганс-Валентин Хубе принял командование «блуждающим котлом» и приказал боевой группе Бэке возглавить прорыв. Попытка удалась, и боевая группа достигла немецких позиций в районе Бучача 7 апреля 1944 года. Несмотря на потери и почти полное истощение, 6-я танковая дивизия осталась на фронте, приняв участие в успешных попытках немецких войск стабилизировать положение в Галиции.
Когда в мае 1944 года 6-я танковая дивизия была наконец отведена в Тарнополь (Тернополь), а затем и в Германию, она была переформирована в соответствии со штатом танковой дивизии 1944 года, то есть ее штатная численность уменьшилась на 2000 человек. При этом дивизии пришлось отказаться от приданных частей, оснащенных «пантерами» и «тиграми», а штатная численность рот была уменьшена с 22 танков до 17. Штаб и II батальон 114-го моторизованного полка получили бронетранспортеры, однако I батальон остался моторизованным. В полку был сформирован неофициальный (и противозаконный) III батальон, представлявший собой добровольное формирование из кавалеристов-казаков.