| Штатная | Фактическая |
|---|
| Штабная рота | 14 танков | 5 танков |
| 33-й танковый полк | 800 чел., 120 танков | 150 чел., 1 танк |
| 10-й моторизованный полк | 1110 чел. | 216 чел. |
| 11-й моторизованный полк | 1100 чел. | 246 чел. |
| 102-й танковый артиллерийский полк | 1055 чел., 86 орудий | 600 чел., 20 орудий |
| 9-й танковый разведывательный батальон | 640 чел. | 50 чел. |
| 287-й зенитно-артиллерийский дивизион | 780 чел., 24 орудия | 430 чел., 10 орудий |
| 81-й танковый батальон связи + 86-й танковый саперный батальон + 50-й противотанковый дивизион (в сумме) | 850 чел. | 234 чел. |
Во время осуществления Союзниками операции «Маркет-Гарден» 9-я танковая дивизия была спешно переброшена в район Арнема, но к моменту ее прибытия бои там уже почти завершились. После переброски на запад от Рура в течение первых трех недель октября дивизия вновь была восстановлена, получив 11 тыс. человек подкреплений и 178 единиц бронетехники, из которых не менее 50 составляли танки Pz-V «Пантера» новейшей модификации (в это число входит 105-я танковая бригада, присланная VIII военным округом и вошедшая в состав 9-й танковой дивизии 27 сентября). Кроме того, дивизия получила 30 105-мм и 150-мм самоходных гаубиц и 240 небронированных машин. Вскоре она вновь была на фронте, сдерживая наступление американских танков на Венло, что стоило ей потери 30 «пантер».
Сосредоточившись на восточном берегу Рура, дивизия насчитывала в своем составе более 10 тыс. человек, 28 «пантер», 14 Pz-IV, 30 штурмовых орудий, 42 гаубицы и 204 других машин, включая несколько самоходных орудий. Получив в качестве подкрепления 506-й тяжелый танковый батальон (28 танков «тигр») и подразделения 15-й моторизованной дивизии, 9-я танковая дивизия в середине ноября вела шестидневные бои против элитной американской 2-й танковой дивизии в районе Пуффендорфа и Иммендорфа. Под ударами 9-й танковой дивизии американцы потеряли 1300 человек и 76 танков (из которых 40 были ремонтопригодными), но сама потеряла 1100 человек и 86 танков (тридцать немецких танков впоследствии были эвакуированы с поля боя). Ведя упорные бои с 16 ноября по 14 декабря, дивизия не позволила американской 1-й армии прорваться через долину Рейна. В боях под Гейленкирхеном 9-я танковая дивизия подбила свой 2325-й вражеский танк.
В декабре 9-я танковая дивизия сыграла заметную роль в Арденнском наступлении, но понесла большие потери, когда Гитлер отказался вовремя дать разрешение на отступление. Несмотря на постоянные тяжелые потери, боевой дух дивизии был непоколебим. Она вновь проявила себя в боях в Эйфеле в начале 1945 года и в февральском сражении на реке Эрфт, в результате чего ее численность уменьшилась до 29 танков и 16 штурмовых орудий. Тем не менее в конце февраля дивизия организовала энергичную, но безуспешную контратаку против американского плацдарма на Рейне в районе Ремагена. К этому времени в ней осталось всего 600 человек и 15 танков. 6 марта 1945 года, во время боев под Кельном, 9-я танковая дивизия подверглась удару мощных сил Союзников и ее фронт наконец рухнул. Командир генерал-майор барон Гаральд-Густав фон Эльферфельдт погиб в бою. Остатки некогда гордой дивизии были оттеснены в Рурский котел, где они в апреле капитулировали перед американскими войсками. Одна небольшая боевая группа под командованием адъютанта дивизии майора Хале сумела прорваться из окружения и присоединиться к 11-й армии в Гарце. 26 апреля 1945 года командование Западного фронта приказало расформировать дивизию. Ее личный состав влился в ряды других дивизий 11-й армии. 9-я танковая дивизия прекратила свое существование.