Die 16. Panzer-Division wurde am 1. November 1940 im Wehrkreis VI aufgestellt. Die Division entstand durch Umgliederung der Masse der 16. Infanterie Division unter Zuführung des Panzer-Regiments 2, des MG-Bataillons 1 und Teilen des Kavallerie-Schützen-Regiments 4. Im Winter 1940/41 verlegte die Division als Lehrtruppe nach Rumänien. Im Januar 1941 beteiligte sich die Division an der Niederschlagung der "Rebellion der Nationalen Legion" in ihrem Unterkunftsraum. Ende März 1941 verlegte die Division nach Bulgarien in den Raum von Burgaz am Schwarzen Meer bis Plovdiv-Pazardshik. Nach Beendigung des Balkan-Feldzuges, an dem die Division nicht teilnahm, verlegte diese im Mai 1941 nach Schlesien in den Raum Breslau-Neisse, wo sie um den 16. Juni 1941 eintraf.
Am 24. Juni 1941 überschritt die Division, der 11. Panzer-Division folgend, den Bug bei Sokal-Krystinopol. Bei Dubno-Werba kam es vom 27. Juni bis 1. Juli zu schweren Panzerkämpfen. Bei Kremeniece, Jampol und Staro-Konstantinow wurden nach schweren Kämpfen die Horyn-Übergänge genommen und westlich Lubar die stark ausgebaute Stalin-Linie durchbrochen. Anschließend drehte die Division nach Süden ab und marschierte in die Ukraine, wo sie an der Schlacht bei Uman teilnahm. Bei den Kämpfen wurden die Panzeraufklärungs-Abteilung 16 und das Kradschützenbataillon 16 zerschlagen und mussten in Deutschland neu aufgestellt werden. Am 3. August wurde die Bugbrücke bei Perwomaisk genommen und die Division stieß weiter auf Nikolajew am Schwarzen Meer vor, das am 16. August genommen wurde. Anschließend wurde die Division bei Kirowograd kurzfristig aufgefrischt. Nach einem Gewaltmarsch stand die Division am 12. September im Dnjepr-Brückenkopf Krementschug und nahm am 14. September die Stadt Lubny am Ssulla-Abschnitt, wo der Kessel von Kiew geschlossen wurde. Es folgten Gefechte bei Moskowsk (29.9.), Kamenowatka (1.10.), Sseminowka (3.10.), Werchne Tokmak (6.10.) und bei Andrejewka (10.19.) sowie die "Schlacht am Aswoschen Meer". Am 12. Oktober begann der Vormarsch auf Rostow. Der einbrechende Winter und ein russischer Gegenangriff zwangen die Division, auf den Tusslow- und dann auf den Mius-Abschnitt zurück. Am Mius westlich von Matwejew Kurgn bezog die Division ihre Winterstellung. Bei Stalino-Makejewka wurden die Panzerteile der Division aufgefrischt.
Nach den Winterkämpfen versammelte sich die Division Mitte Mai im Raum Sslawjansk im Rahmen der "Gruppe Hube". Nach Gefechten bei Isjum, Balakeja und Losowaja kam es zur Kesselschlacht bei Barwenkowo (17.-25. Mai). Am 10. Juni wurde das Unternehmen "Wilhelm", die Schlacht von Woltschansk eingeleitet. Ab dem 22. Juni folgte das Unternehmen "Fridericus", der Angriff auf den Oskol und die Schlacht bei Charkow. In der Zeit vom 27. Juni bis 7. Juli wurde die Division im Raum Stalino-Makejewka aufgefrischt. Es folgte der Angriff im Rahmen der deutschen Sommeroffensive und dem Vorstoß auf Stalingrad. Am 22. August überquerte die Division den Don bei Lutschenskij. Am 23. August 1942 stieß die Division über den Tartarenwall auf den Nordteil von Stalingrad vor. In den folgenden Wochen und Monaten bildete die Division einen Teil der deutschen Front nörlich von Stalingrad. Am 20. November 1942 wurde die Division aus der Front genommen und ins Winterquartier nach Potjemkinskaja am Don verlegt. Hier wurde die Division vom russischen Gegenangriff gegen Stalingrad überrascht und im Kessel von Stalingrad eingeschlossen. Bis Februar 1943 wurde die Division im Kessel von Stalingrad vernichtet.
Seit Ende Januar 1943 wurde beim OB West in der Bretagne, in Frankreich, wieder eine 16. Panzer-Division aufgestellt. Die neue Division entstand unter Zuführung der Masse des verstärkten Grenadier-Regiment (motorisiert) 890 sowie nicht im Kessel von Stalingrad vernichteter Restteile der Division. Bereits Ende Mai 1943 war die neue Division wieder einsatzfähig und wurde per Bahn in die Toscana in Italien verlegt. Im Juli verlegte die Division an die Adria nach Bari. Bei der Räumung Siziliens Ende August 1943 sicherte die Division den Golf von Tarent. Ab dem 8. September beteiligte sich die Division an der Entwaffnung der italienischen Wehrmacht. Am 9. September begann der Kampf gegen den bei Salerno gelandeten Feind. Bis zum 18. September konnte die Front gehalten werden, dann musste sich die Division auf die Volturno-Stellung zurückziehen. Am 2. Oktober 1943 wurde die Division im Eilmarsch an die Adria-Küste verlegt, um die 1. Fallschirmjäger-Division bei Termoli zu unterstützen. Von hier aus konnte sich die Division planmäßig vom Trigno zur Sangro-Stellung zurückziehen. Ende November wurde die Division von der 65. Infanterie-Division abgelöst und per Bahn nach Bobruisk an die Ostfront verlegt. Teile der Division wurden bei Wien aufgefrischt.
Nach der Ausladung der Division bei Bobruisk im Dezember 1943 wurde die Division als Armeereserve des AOK 9 als "Feuerwehr" an der Front eingesetzt. Der Einsatz in diesem Raum dauerte bis zum Jahreswechsel 1943/44. Anschließend verlegte die Division nach Süden in den Raum Schepetowka-Winniza verlegt, um an der Befreiung von Tscherkassy mitzuwirken. Nach der Befreiung von Tscherkassy und schweren Abwehrkämpfen nördlich von Uman wurde die Division Anfang März 1944 bei Winniza kurzfristig aufgefrischt. Nach Abwehrkämpfen zwischen Proskuroff und Tarnopol wurde die Division im "Hube-Kessel" eingeschlossen und anschließend als Stoßkeil zum Durchbruch nach Westen angesetzt. Nach dem Erreichen der eigenen Linien am 16. April 1944 wurde die Division zu weiteren Abwehrkämpfen am oberen Dnjestr eingesetzt. Ende April begann die Auffrischung im Raum Delatyn, die durch Abwehrkämpfe vor Kolomea und der Unterstützung ungarischer Truppen unterbrochen wurde. Im Juli wurde die die Division dann zur Abwehr russischer Truppen ostwärts des Bug bei Poryck und Rykowicze eingesetzt. Als es den russischen Panzerspitzen gelungen war, die Division beiderseits zu überholen, wurde nach kurzer Absetzbewegung am 20. Juli 1944 der feindliche Bug-Brückenkopf Krystinopol-Sokal angegriffen. Im Wettlauf mit den inzwischen weit nach Westen vordringenden feindlichen Angriffskeilen erreichte die Division kämpfend über Lemberg den Raum Samborg in Galizien. In beweglicher Abwehr verteidigten Kampfgruppen im Gebiet südlich Przemskyl bis zum Turka-Pass. Am 1. August verlegte die Division in den Raum Krakau, um einen russischen Brückenkopf bei Baranow einzudrücken, was nur teilweise gelang. Nach dem Aufbau einer Abwehrstellung wurde der Raum ostwärts von Daleszycze von Partisanen gesäubert und dann an der Czarna Stellung bezogen. Am 16. Oktober 1944 verlegte die Division in den Auffrischungsraum Kielce.
Nach Beginn der russischen Winteroffensive am 12. Januar 1945 wurde die Division, in verschiedenen Kampfgruppen aufgesplittert, im Raum Baranow zur Abwehr eingesetzt und teilweise eingeschlossen. Die gepanzerten Teile der Division konnten am 15. Januar 1945 durch Kielce nach Westen ausbrechen. Am 27. Januar 1945 wurde die Oder bei Glogau überschritten. Nach Zuführung von Alarmtruppen und Hitlerjungen wurde die Division an der Oder im Brückenkopf Steinau, bei Steudelwitz und dann wieder bei Glogau eingesetzt. Es folgten Brückenkopfkämpfe an der Oder, Bober und Neiße. Am 22. Februar 1945 wurde die Division unter Zuführung der Panzer-Division Jüterbog wieder aufgefüllt. Nach wenigen Tagen der Auffrischung wurde der Ort Lauban befreit und anschließend über Leobschütz nach Oderberg marschiert. Mitte März 1945 stand die Division dann im schweren Abwehrkampf südwestlich von Schwarzwasser. Vom 7. - 9. April 1945 kämpfte die Division um Rogau, es folgten Kämpfe bei Uhilsko, Brünn, Troppau und nördlich von Grätz. Bei Kriegsende löste sich die Division auf, die Reste versuchten, sich nach Westen abzusetzen.

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Schützen-Brigade 16

Schützen-Regiment 64

Schützen-Regiment 79

Kradschützen-Bataillon 16

Artillerie-Regiment 16

Aufklärungs-Abteilung 16

Panzerjäger-Abteilung 16

Panzer-Pionier-Bataillon 16

Nachrichten-Abteilung 16

Feldersatz-Bataillon 16

Versorgungstruppen 16

Panzer-Grenadier-Regiment 64

Panzer-Grenadier-Regiment 79

Kradschützen-Bataillon 16

Panzer-Artillerie-Regiment 16

Panzer-Aufklärungs-Abteilung 16

Heeres-Flak-Artillerie-Abteilung 274

Panzerjäger-Abteilung 16

Panzer-Pionier-Bataillon 16

Panzer-Nachrichten-Abteilung 16

Feldersatz-Bataillon 16