Вскоре 12-я танковая дивизия вернулась на фронт и в 1942 году вела бои южнее Ленинграда на Волхове, у Ладожского озера и под Невелем, а в конце года была направлена на центральный участок фронта под Рославль. Здесь в 1943 году дивизия была реорганизована, потеряв штаб бригады. Теперь в дивизию входили: 29-й танковый полк, 5-й и 25-й моторизованные полки, 2-й танковый артиллерийский полк, 12-й танковый разведывательный батальон, 2-й дивизион истребителей танков, 32-й танковый саперный батальон, 2-й танковый батальон связи, 303-й армейский зенитно-артиллерийский дивизион и различные вспомогательные подразделения дивизии. Дивизия воевала под Витебском в феврале, под Орлом в марте и под Курском в июле 1943 года, а затем принимала участие в боях под Брянском и Гомелем, вела оборону в среднем течении Днепра (осень 1943 года). После передачи обратно в распоряжение группы армий «Север» в январе 1944 года дивизия запоздала с переброской и не успела воспрепятствовать прорыву советскими войсками блокады Ленинграда, однако ей удалось отличиться при отступлении в Прибалтике. Летом того же года дивизия пыталась предотвратить окружение 4-й и 9-й армий, но потерпела неудачу и в сентябре оказалась заперта в Курляндии. Она участвовала во всех шести сражениях за Курляндский котел и оставалась там до конца войны. Большинство уцелевших солдат дивизии провели следующие 10 лет в советском плену.
2-й пехотной/12-й танковой дивизией командовали: генерал-майор (генерал-лейтенант) Пауль Бадер (1 апреля 1937 года), генерал-майор Йозеф Харпе (5 октября 1940 года), генерал-майор (генерал-лейтенант) Вальтер Вессель (15 января 1942 года), полковник (генерал-майор, генерал-лейтенант) барон Эрпо фон Боденхаузен (1 марта 1943 года), полковник Ганс-Йоахим Калер (исполняющий обязанности, начало 1944 года), Боденхаузен (вернулся, 1944 год), полковник Герхард Мюллер (исполняющий обязанности, июнь — июль 1944 года), Боденхаузен (осень 1944 года) и полковник Хорст фон Узедом (12 апреля 1945 года).
ПАУЛЬ БАДЕР (р. 1883) был произведен в генерал-лейтенанты 1 января 1938 года. Он поступил на военную службу артиллеристом в 1903 году и прослужил 41 год. В 1905 году Бадер стал фанен-юнкером, а годом позже получил офицерский чин. В годы Второй мировой войны он командовал 2-й моторизованной дивизией (1937–1940 гг.) и LXV корпусом (1941 год), был военным комендантом Сербии (1941–1943 гг.) и командовал XXI горным корпусом (1943–1944), а в начале 1944 года вышел в отставку. Умер в 1971 году.
ЙОЗЕФ ХАРПЕ (1887–1968) получил звание генерал-лейтенанта 15 января 1942 года. Ранее он командовал 3-м танковым полком (1935 год) и был начальником оперативного отдела штаба 1-й танковой бригады. Позднее командовал этой частью (1939–1940 гг.). Покинув 12-ю танковую дивизию, командовал XXXXI танковым корпусом (1942–1943 гг.), 9-й армией (конец 1943 г. — 1944 г.), 4-й танковой армией (1944 год), группой армий «Северная Украина» (июнь — август 1944 года) и группой армий «А» (с сентября 1944 года). Несмотря на симпатии к нацизму, 17 января 1945 года, через пять дней после начала наступления советских войск, он был отстранен от командования, поскольку Гитлеру был нужен козел отпущения. Тем не менее вскоре Харпе получил новую должность — командующего 5-й танковой армией. Она была разгромлена в Рурском котле, а сам Харпе сдался в плен в апреле 1945 года. Военную службу он начал пехотным фанен-юнкером в 1909 году. После окончания войны жил в Нюрнберге.
ВАЛЬТЕР ВЕССЕЛЬ (1897–1943) стал генерал-лейтенантом 1 января 1943 года. На военную службу он поступил летом 1911 года и на следующий год стал пехотным офицером. Командовал III батальоном 15-го пехотного полка (1937–1939 гг.), 15-м пехотным полком (1939–1941 гг.) и 12-й танковой дивизией (1942–1943 гг.). 1 марта 1943 года получил назначение в инспекцию танковых войск и 20 июля 1943 года погиб в результате несчастного случая недалеко от Морано (Италия). Вессель был кавалером Рыцарского креста с дубовыми листьями.
БАРОН ЭРПО фон БОДЕНХАУЗЕН (1897–1945) был произведен в генерал-майоры 1 мая 1943 года, а ровно через полгода — в генерал-лейтенанты. 12 апреля 1945 года он был назначен исполняющим обязанности командующего L корпусом. В то же время он сохранил за собой должность командира дивизии, а полковник фон Узедом выступал в роли его заместителя и фактического командира дивизии. В начале мая, когда капитулировали войска, окруженные в Курляндии, Боденхаузен покончил с собой. Ранее он служил в кавалерии и командовал II эскадроном 8-го кавалерийского полка (1938–1940 гг.), 28-м моторизованным полком (1940–1942 гг.), 23-й моторизованной бригадой (1942 год). В 1944 году был удостоен благодарности за выдающиеся командирские качества.
ГАНС-ЙОАХИМ КАЛЕР (р. 1908) недолгое время командовал дивизией в 1944 году, судя по всему, в отсутствие барона фон Боденхаузена. Поступив на службу фанен-юнкером в кавалерию, Калер командовал 5-м моторизованным полком (1943–1944 гг.) и моторизованной бригадой «Гроссдойчланд» (1944 г. — до конца войны).