В боевых действиях весны — лета 1940 года САУ почти не участвовали, а отдельные боевые столкновения с французскими танками показали недостаточную бронепробиваемость орудия, в боекомплекте которого ещё не было подкалиберных снарядов. Летом — осенью 1940 года «охотники за танками» упражнялись на полигонах в стрельбе по обширной коллекции трофейных танков, а также ремонтировались. Тогда же провели и первую модернизацию этих толком ещё не воевавших машин. Она заключалась в замене старых броневых рубок несколько более просторными и полностью сварными. Осенью 1940 года был выдан ещё один заказ на Panzerjäger I — 70 машин (по другим данным — 60). Размер заказа, видимо, определялся ограниченным количеством шасси. Их переоборудованием занимались фирмы Daimler-Benz и Škoda.
В летних боях 1941 года Panzerjäger I с подкалиберными снарядами в боекомплекте показали себя очень хорошо, и вся критика в их адрес сводилась почти исключительно к ходовой части и трансмиссии. Часто САУ застревали на русских грунтовых дорогах даже после небольшого дождя, а осенью у них стали дружно ломаться коробки передач. Положение усугубилось с наступлением холодов, так как двигатель на морозе 15° напрочь отказывался заводиться. Последнее обстоятельство послужило, в частности, причиной отправки одного из противотанковых дивизионов — 605.Pz.Jag.Abt. — в Африку. Panzerjäger I довольно успешно боролись там с британскими крейсерскими танками, а с близкой дистанции могли пробить броню и «матильд».
Впрочем, большинство лёгких «охотников за танками» продолжали сражаться на южном фасе Восточного фронта. Последние известные боевые эпизоды с участием Panzerjäger I относятся к периоду обороны Сталинграда осенью 1942 года. Что касается эффективности боевого применения САУ Panzerjäger I против советских танков, то следует сказать, что до появления в немецкой армии 50-мм противотанковой пушки Рак 38 чешское орудие было наиболее мощным. На дистанции 600–800 м 47-мм бронебойный снаряд пробивал броню всех отечественных танков за исключением Т-34 и КВ. Лобовая и бортовая броня последних в 1941 году успешно противостояла практически всем противотанковым средствам вермахта. Однако немецким артиллеристам удалось найти слабые места и в наших новейших танках. Это были их литые и достаточно хрупкие башни. При стрельбе из Pak (t) немцам удавалось пробить бортовую и кормовую броню литых башен Т-34 и КВ с расстояния 400 м. Впрочем, это явление не носило массового характера, и существенно повысить бронепробиваемость 47-мм пушки смог только подкалиберный снаряд. Введение его в боекомплект САУ позволило пробивать броню советских средних и тяжёлых танков с дистанции 500–600 м. Правда, заброневое действие вольфрамо-молибденового сердечника оказалось очень слабым. Незначительным было и число вторичных осколков, представлявших основную угрозу для экипажа при попадании в танк подкалиберного снаряда. Частыми были случаи, когда сердечник, пробив броню, раскалывался на 2–3 крупных осколка, которые просто падали на пол, не причиняя вреда экипажу и оборудованию танка.
САУ Panzerjäger — первый немецкий самоходный истребитель танков можно рассматривать лишь как вполне удачное промежуточное решение. 47-мм противотанковая пушка, разработанная в конце 30-х годов, была сориентирована на тогдашний уровень бронетанковой техники. Со стремительно растущей бронёй танков Второй мировой бороться она уже не могла. Вместе с тем, в целом при создании Panzerjäger I впервые в полной мере проявилось характерное для Германии стремление разумно и наиболее эффективно использовать как парк устаревших танков, так и трофейное вооружение.