Применялись танкетки Т-27 и в советско-финской войне. К ее началу большинство из них было передано в стрелковые соединения, где использовалось в качестве тягачей и транспортеров для подвоза боеприпасов.
По состоянию на 1 июня 1941 года в Красной Армии имелось 2558 танкеток Т-27,188 из них находились на складах и рембазах. Среднего ремонта требовали 584 машины, капитального – 840. Исправные танкетки использовались в качестве артиллерийских тягачей для 45-мм противотанковых пушек и в качестве учебных машин для подготовки механиков-водителей. Все танкетки, находившиеся в приграничных военных округах (1087 единиц) были потеряны в первые дни Великой Отечественной войны, причем в основном так и не покинув расположения воинских частей. Их попросту бросили в парках как не имеющих никакой боевой ценности. Известно лишь несколько эпизодов боевого применения танкеток Т-27 в годы войны. В1941 -1942 годах боевые машины этого типа использовались войсками Карельского фронта. В октябре 1941 года в составе отдельного танкового отряда 1-го полка народного ополчения, участвовавшего в обороне Харькова, также имелось несколько танкеток Т-27. Во время битвы за Москву 1 декабря 1941 года несколько танкеток Т-27 поддерживали атаку одного из батальонов 71 -й отдельной морской стрелковой бригады в районе Яхромы.