國防軍第21裝甲師最早出現在北非戰場上，由非洲軍團起始時期的第5輕步兵師和其它步兵裝甲隊伍改組而成。在殘酷無望的北非戰役中，一度作為非洲軍團主力的這支裝甲師，被英國美國的龐大部隊打殘，在德軍于突尼斯投降時就已經不存在了。德軍只好在法國重新組建第21裝甲師，大換血之后，完全不是由北非戰場老兵組成的那個師了，等于是個新軍。

師長佛廷格原是炮兵軍官，由于為納粹黨在紐倫堡組織各類儀式活動，受到納粹黨頭面人物的賞識，入侵波蘭時是一個炮兵團長，入侵蘇聯前升為中校，在東線活動過。回到法國后，他分別指揮過不同的團級旅級部隊，但于1943年5月意外地被任命為新的21裝甲師師長，這普遍被認為是他與納粹高層良好關系的作用。佛廷格少將自己不懂與坦克相關的戰術事務，他所依賴的是該師的一些擁有實戰經驗的老軍官，如貝克少校所率領的第200突擊炮營，尤其是老將路克少校，后者原先非常希望去新組建的精銳教導裝甲師，其師長也是路克少校在北非戰役中的上級貝爾林將軍，但佛廷格硬把路克少校搶到了21師，無意中提升了該師在諾曼底戰役中的作戰表現。

第21裝甲師的100裝甲團中，最好的是四型坦克，其余是以前繳獲的法國捷克坦克，約120輛，團長是勃朗尼考斯基上校，曾經是1936年柏林奧運會的盛裝舞步馬術冠軍。其它兩個裝甲擲彈兵團，分別由盧克少校和勞克上校指揮。該師由東線老兵和補充兵組成，于1944年從布列塔尼的組建營地調往諾曼底的卡昂附近布防。

盟軍登陸時，貪圖享受的佛廷格正在巴黎游玩，他的部下好不容易才找到了他，把他帶回諾曼底。即使回到師里，佛廷格也不知道如何反擊，84軍軍長馬爾克斯將軍命令他反擊盟軍正在登陸的海灘，他卻把部隊指向英軍第六傘兵師占據的橋頭堡，犯了重大錯誤。佛廷格大概自認為是裝甲師長，不太愿意聽從步兵將領的指揮，尤其是他之前拒絕了前沿灘頭陣地的716步兵師師長瑞克特的求援。直到午后，21裝甲師的坦克隊伍才向卡昂城北的英軍陣地發起反擊，但匆忙之中，那些落后的四型和法國坦克就被英軍裝備的美國謝爾曼坦克擊毀大半，只得撤回城防地區。

但部分21師反擊部隊在傍晚時分，從左翼繞過了剛剛登陸的盟軍陣地，直沖灘頭，同一些在當地堅守的716步兵師士兵匯合，在英軍第3步兵師和加拿大第3師之間，打下了一個楔子。插到劍和朱諾海灘之間的21裝甲師部隊，是裝甲團1營的一個連和勞克的192團1營的一些擲彈兵。如果這些前沿據點的德軍得到增援，將會在盟軍尚未連接成型的防線上撕開一個大洞，破壞盟軍左翼的穩定，造成整體“霸王”登陸的局部失敗。

抵達灘頭陣地的21裝甲師的軍官，通過坦克無線電話接到過師部的命令，等待后方更多部隊的支援，尤其是來自勞克團的擲彈兵們。他們身后的道路仍然暢通，在英加兩個師之間留著一兩英里寬的缺口，德軍增援不成問題。到了下午，英軍國王施羅普郡輕步兵團抵達勒比賽樹林，軍官們用望遠鏡都可以清楚看到卡昂城邊緣，卻遇到21師部隊的狙擊，傷亡損失之后止步不前。這是盟軍當日在卡昂戰線突擊的最遠地點，當天拿下卡昂是不可能了。英軍第三師便轉過頭來消滅梗在灘頭附近的德軍據點。

晚上11點左右，佛廷格將軍看到盟軍滑翔機隊在反擊部隊后方落地，誤以為是盟軍在德軍后方投放傘兵，對他和卡昂前后夾擊。其實盟軍機群是為占據橋頭堡的英軍傘兵提供補給，卻飛錯方向了。驚慌失措的佛廷格將軍下令部下停止反擊，前鋒部隊后撤，轉而固守卡昂。佛廷格的致命判斷錯誤，決定了登陸當日的戰斗結果，德軍不再反擊，隆美爾把盟軍殲滅在海灘上的計劃，就再也沒有機會實施。

守衛在灘頭陣地附近的716和21師的德軍，接到了撤回卡昂的命令，只得趁著夜色向南逃亡，躲過了盟軍的圍追堵截，一部分人返回到德軍一方，被重新投入到防線上，留下的散兵直到6月中還在他們隱藏的地方向德軍發回盟軍活動的情報。

諾曼底登陸日，第21裝甲師是唯一一個投入反擊的裝甲力量，雖然作戰表現不能令人滿意，但畢竟阻擋住了英加聯軍跨入卡昂城的步伐，為后續部隊留下立足之地。登陸當日雙方其實都有獲勝的機會，盟軍沒有被趕下海，但突然襲擊湊效后，這也只是連續殘酷戰斗的開始。在佛廷格將軍的昏招之后，21裝甲師必須在隨后的戰斗中證明自己。

第21裝甲師在卡昂戰役中處于黨衛軍第12裝甲師的右翼，除了頂住對面的英軍加軍外，還要派出部隊支援左翼的12師和教導裝甲師。由于蒙哥馬利將軍發動的攻勢越來越往西移動，如博卡基村之戰、“艾普索姆”和“溫鐸”，21裝甲師經常接到支援左翼的命令。在“艾普索姆”戰役中，本身兵力不足的21裝甲師派出了只有兩個連的裝甲部隊，填補苦戰惡戰中的12裝甲師留下的漏洞。

在英軍的“查恩伍德”戰役之前，21裝甲師已經退往卡昂城南休整，第16空軍陸戰師一部臨時補上來，但出于對這些新兵的不放心，艾伯巴赫將軍命令21師留下裝甲團2營作為支援。英軍發動攻勢之后，不出所料，16空軍師部隊根本頂不住，黨衛軍12裝甲師在卡昂城北被擊退，所以德軍放棄了該城大部，撤到城南。

盟軍登陸后，佛廷格將軍就把作戰事務交給了手下的主要軍官和兩個大戰斗群。路克少校的125裝甲擲彈兵團，陸續吸收了一個坦克營，師屬炮兵、火箭炮、和反坦克部隊，以及一部分16空軍陸戰師士兵，已經擁有了半個師的實力。由于裝甲力量不足，艾伯巴赫將軍把國防軍503虎式營也調撥到此師轄下，該營有45輛虎式坦克，其中12輛是虎王坦克，他們來到之后，21裝甲師名義上擁有約100輛坦克。這個營實際上歸路克少校指揮，所以他幾乎是半個師長了，基本上獨立地指揮作戰。另一個大戰斗群由勞克上校指揮，也是以他的192裝甲擲彈兵團為核心。

路克少校本人出身于普魯士軍人世家，參加過北非戰役。古德伍德戰役前夕，他得到三天休假，到巴黎一行。返回卡昂之日，正是英軍攻勢啟動之時，路克少校還在路上，躲過了盟軍的地毯式大轟炸，及時趕回到他的指揮部，隨后在戰役的第一天扭轉了英軍攻勢的兇猛勢頭。

路克少校在卡格尼村找到一個四門88毫米炮組成的德軍小隊，此時英軍第11裝甲師29旅的前鋒部隊正在蜂擁路過該村。卡格尼村承受了盟軍534噸高爆炸彈，所以路克少校找不到他的2營，只得強硬命令88炮隊的上尉，發炮轟擊英軍坦克，在短時間內，20多輛坦克起火燃燒，其它坦克被迫后退。

第29裝甲旅遭受了首次挫折，一時停頓下來，猶豫不定。與此同時，路克少校調來一個班的士兵，保護這個88毫米炮隊，貝克少校的200突擊炮營一部，也來到這個前沿陣地。貝克少校原先是個機械工程師和工廠主，他大量改裝武器，在法國坦克底盤上裝備75毫米炮，成為自行反坦克炮。與88毫米炮一道，200營的反坦克炮擊退了敵方坦克之后對卡格尼村發起的進攻，梗在英軍坦克鐵流的中段。200營的五個連分散部署在這個戰區的幾個地方，成為反擊英軍坦克的主力。

位于卡格尼東北的503虎式營也開火還擊，阻止英軍禁衛裝甲師同第11裝甲師匯合。至此，德軍防線已經連成一體，卡格尼村為中心，北邊的虎式營和南邊的21裝甲師以及其它部隊，使英軍29旅無法再長驅直進。他們沖到伯爾古巴斯山谷的先頭部隊，同樣遇到200營反坦克炮的阻擊，來自二連和五連。7月18日中午之后，路克戰斗群的防線穩定了下來，令古德伍德攻勢陷入停頓。位于三線四線的德軍增援部隊陸續前來，包括派普中校的黨衛軍第一裝甲師部隊。蒙哥馬利將軍看到攻勢失去動力，坦克部隊損失慘重，加上第三天大雨滂沱，被迫叫停了這一龐大裝甲攻勢。

第21裝甲師是抵抗英軍鐵甲洪流的主力，參與戰斗的有盧克少校的部隊，貝克少校的200突擊炮營，還有臨時歸屬的503虎式營。加上增援而來的黨衛軍第一裝甲師一部，他們一共擊毀了英軍400多輛坦克，讓卡昂南部變成了一個濃煙繚繞的坦克墳地。雖然英軍緊急補充了600多輛坦克，但裝甲部隊的士氣被打散了。

英軍三個裝甲師中，第七師是北非戰場老兵，剛到諾曼底就在博卡基村被魏特曼打了個措手不及，這次戰役中被放在最后一位出發。另外兩個裝甲師是英軍精銳，禁衛師首次參戰，第11師正在巔峰，師長羅伯茨被認為是最優秀的英軍將軍。這幾個師被殘師疲兵的德軍21裝甲師拼死擋住，讓蒙哥馬利將軍在占領卡昂后用坦克縱隊直撲法萊斯的計劃大部落空，前面還有一個月的地面苦戰，也不得不把打破諾曼底僵局的功勞讓給了發動“眼鏡蛇”攻勢的布萊德利將軍的美軍。

第21裝甲師在短暫休整時間內，重組了第1營，然后路克戰斗群被調派到博卡基村附近，與黨衛軍第二裝甲軍的第九、第十裝甲師共同防守。在英軍之后發動的“溫馴”攻勢中，黨衛軍第12裝甲師求援，克魯格和艾伯巴赫將軍只得把21裝甲師余部調往法萊斯南部。21裝甲師只剩下一個團的實力，它的偵察營趕到法萊斯城南時，“裝甲”邁爾已經丟掉了該城，兩個師只好一起逃亡。

路克戰斗群及時趕到包圍圈之外，勞克戰斗群還在與“裝甲”邁爾的殘部執行守住口袋邊緣的命令，讓更多的德軍逃出去。8月17日，筋疲力盡的兩支部隊，在盟軍戰機的狂轟濫炸之下，把加拿大第四裝甲師擋在了要地特倫之外。之后勞爾上校的隊伍在圣蘭伯特同“裝甲”邁爾失去聯絡，自己強渡迪沃斯河，隊伍被打散后，勞克發下各自逃命的命令。

逃出諾曼底包圍圈的21裝甲師，已經潰不成形了，佛廷格帶著勞克戰斗群殘部先行趕往巴黎，留下路克少校搜集各處散兵流勇，再往東逃。路克少校最終還是于8月29日渡過了塞納河。在這種大混亂之中，21師的零散隊伍還在遵從師長佛廷格不時發出的命令行事，德軍的紀律性讓他們維持著部隊的整體性。路克率領的21師殘部繼續艱苦跋涉，于9月9日到達斯特拉斯堡地區，開始休整重建，路克也在那里獲得鐵十字騎士勛章，升為中校。

在曼陶菲爾將軍的第五裝甲集團軍之下，以路克中校為首的21裝甲師的部隊（勞克上校因病離開）參加了在莫塞爾和梅斯的防衛戰，對抗巴頓將軍的第三集團軍，首先是萊克勒克將軍指揮的法國第二裝甲師。雙方在反復纏斗中熬到了11月，21師返回到德國領土休整。該師多次重組，嚴重變形，喪失裝甲力量，靠的是裝甲擲彈兵進行陣地防守。21師在路克中校的實際指揮下，最后于1945年5月在東線向蘇聯紅軍投降。

諾曼底登陸首日，本來就不是精銳的21裝甲師聲名不佳，錯失良機，被黨衛軍第12裝甲師和教導裝甲師比了下去，直到橫斷鐵流的古德伍德反擊戰，才得到正名。與“裝甲”邁爾的部隊類似，21裝甲師的部隊從頭打到尾，打到了諾曼底之戰的最后一刻。