旧中国没有工业基础，连汽车都不能生产，对坦克更只能外购。那时国家穷，买到的坦克数量少，保养使用又非常吃力。至1937年中日开战，中国军队中的坦克一共约有96辆，而且这点坦克还有英国造、德国造、法国造和意大利造，杂七杂八，维护能力很差。当时日军投入中国战场的坦克在300辆以上，都系国产的89式和95式，易于补充和零配件供应。当时国民政府把坦克全部作为步兵的支援武器使用，尽力避免同日本坦克决战。

1938年3月，苏联开始向中国提供第一批的83辆T-26(1933年型)轻型坦克，同时还有装甲车，国民政府利用这些装备编成第200师，师长为杜聿明。第200师首次参加的作战，是1938年5月的兰封之战。当时前敌总司令薛岳指挥20万大军，企图围歼向日军突破黄河的第14师长（时任师团长为土肥原贤二）。发起总攻时，邱清泉奉命率第200师的一个战车营冲在前面，首先打垮了日军的骑兵部队，不过在继续进攻时一些老式坦克相继发生故障而抛锚，只剩下刚引进的的苏制“T-26”能突破敌军防线。不过此时步兵又未能跟上，战车营冲破日军两道防线后遭到日军埋伏的坦克、自杀“肉弹”以及战防炮的攻击，一些坦克被炮火击中负伤，所剩“T-26”突围后撤。兰封这一仗，可称中日战争史上第一次坦克交战，双方投入坦克百余辆。中方缺乏兵种协同，又没有制空权，日军则利用步坦、炮坦和空坦有效协同取得了胜利。

1939年11月，日军以4万人的兵力，在广西南部登陆切断了中越间的国际交通线。12月上旬中国军队实施反击，第200师在师长戴安澜的率领下参加了此次战役。在第一轮进攻中，第200师以几十辆坦克沿山区公路进攻，头顶有苏联空军 炸掩护，成为中国近代战史上首次空中和地面机械化部队的协同进攻。

在这一后来举世瞩目的昆仑关大战中，中国装甲部队仍出现步坦协同不好的老毛病，加之山区地形不利，坦克沿公路成一线推进。日军步炮兵反坦克战术纯熟，以战防炮击毁了前面的坦克便堵塞了后面坦克的进攻道路。不过第200师的步兵打得比较英勇，同友军一起毙伤日军约4000人，击毙日军第5师团第21旅团的旅团长中村正雄少将。

1941年12月太平洋战争爆发，中国远征军以国内唯一的摩托化部队——第5军第200师为先锋开始进入缅甸，初战顿挫日军锋芒。1943年，中国驻印军又美制轻型坦克建立了一个战车营，在反攻缅甸北部时较好地同步兵、工兵和飞机有力协同，重创了日军第18师团。

至抗战胜利时，中国军队主要靠美援装备了3个战车团（坦克团），装备坦克近300辆。同第二次世界大战结束时各拥有坦克3万多辆的苏联、坦克相比，中国军队的坦克的数量还是微不足道的，而且还要靠外国提供技术援助来保障。这就说明，机械化部队要以国家工业化作为基础，旧中国黑暗落后的局面不改变，尽管有些爱国官兵努力奋斗，在当时想建成一支强大的坦克兵还是不具备可能性。