在1941年的苏德战争开始时，T34生产了1853辆。这些T34坦克在各个军区都有配备
在白俄罗斯的格罗德诺的战斗里，德国人第一次遇到了苏联人的T34坦克，交战中，德国人惊恐的发现。。T34坦克的45MM倾斜装甲是德国当时反坦克能力最强的三号坦克无能为力的，这些装备了50MM /L42火炮的三号坦克必须靠近到100米才能对敌人造成威胁。这个举动无异于自杀，装备了76.2MM火炮的T34坦克却可以在500米外就把它们打成冒着烟的废铁。至于之装备了75MM/L24的四号坦克，那更是无能为力。而37mm的反坦克炮成为了敲门砖
德国人依靠空军压制，以及步兵协同可以摧毁这些T34坦克，德军甚至可以逼迫那些苏联坦克兵弃车逃亡。因为后勤准备不足，很多T34炮弹不足，只能以车体撞击德军。这种糟糕的后勤，让苏军发挥失常。
加上早期的T34坦克光学瞄准镜不好，导致了其射击精度差。同时早期的T34只有指挥坦克有电台，其余坦克均不装备电台。以至于指挥时频频失灵，车长们必须爬出坦克，看指挥坦克的旗语。还有早期的双人炮塔存在设计上的缺陷，四人车组中，车长和装填手位于炮塔内，而车长同时要肩负炮长的任务。
尽管如此，T34-76仍然给德军造成了恐慌和较大的损失。这就是第一次“T34危机”
由于德军优秀的人机功效加上良好的配合以及足够的坦克。同时在1942年pak40,4号F2,3号突击炮的服役，以及苏联机械故障的问题。这次T34危机很快就化解了。（据称，苏军初期的2万余辆坦克到1941年7月中旬仅有1500辆可投入战斗。在苏军损失的坦克中，由于机械故障和维护不利丢弃的比例很大）
这次的T34危机导致了德军大量坦克的过时，被迫推出更新型的坦克以应付局面。同时德国坦克设计思路开始转变，又随着虎式坦克的出厂，也就宣告着德国坦克开始片面追求单车的战斗力，而忽视了可生产性。
在1943年的库尔斯克战役中，苏联的T34-76无法很好的对付虎式坦克的正面装甲。而虎式坦克可以在1000m外开罐头。
最后德军以1 500辆坦克和自行火炮被击毁的代价消灭了苏军6 799辆坦克和自行火炮。在这次战役中，苏军发现了T34-76火力的不足，值得一提的是ZIS2反坦克炮装备给了T34坦克，这种坦克就被称为T34-57。在实战中T34-57可以在500m外击毁虎式坦克的正面装甲。而这门反坦克炮生产工艺复杂，造价不菲，可靠性存在巨大问题。但是对于苏联，现在已经不是考虑这些的时候了，能够有应急的武器才是关键。
二战苏联的M1939(52-K）型85毫米高射炮55倍口径。其威力几乎跟德国的88毫米54L相当，于是他们便把这种防空炮通过改进后加在了坦克上
1943年5月，GKO（苏联国防委员会）发布了研制坦克及自行火炮用85mm火炮的命令。在分别对四种不同的85MM火炮进行测试后，S53型胜出。
然而将S53火炮装上T34/76的炮塔以失败告终，112厂和183厂有参与设计新炮塔的T34坦克。设计者们把炮塔环从1425mm扩大了1600mm，使得它能够安装更大的三人炮塔。前者因为新炮塔没法采用S35，则采用了D5T型85MM火炮装上T34。后者则顺利完成了设计，同时S53火炮也对自身作出改进，修改了制退机，并让炮管更薄。这样的结果就是同期，苏联有两种截然不同的T34/85。12月15日T-34/85被批准投入大批量生产，该年共生产283辆，1944年就猛增至11000辆。
装备D5T坦克炮的T34-85的穿甲威力为可以在1000m击穿105mm的装甲
装备s53的T34-85可以在1000米的情况下击穿102毫米的钢板
二者弹道相同，但是后者更加廉价与简便。
与此同时T34坦克还有2挺7.62毫米的DT机枪，具备了较强的近战能力，使用铁拳的德军的反坦克步兵也很难消灭T34-85坦克。
T34\85中型坦克的正面有一块32度的45mm装甲，炮塔装甲得到了强化，增强到了90mm，炮火防盾也有90mm。
后来德军拥有了铁拳，为了对付这种隐蔽而又有效的武器,苏军坦克手们自己处理了T34-85。他们在炮塔和车体侧面安装了由床架焊接而成的临时保护装置,距离车身足够远,可以让炸药提前弓|爆,用厚实的装甲来抵挡爆炸后的碎片。
在T-34/100之前，还有一个试验型号，183厂研发的T-34/85M。车体正面装甲厚度达到75mm。
T34-85在改装后战斗力虽然比不上豹式坦克。但是战斗力大大高于德国大量装备的4号坦克。
1944.4.2号早上,3辆T34-85中型坦克在波兰的南部和2辆德军IV.H在600米的距离交手,T34-85坦克在15分钟内将2辆IV坦克全部击毁,IV坦克向苏联坦克的正装甲开火14次,几乎没有一次击毁T34,几乎全部被反弹(1发75毫米炮弹打穿了T34坦克的正面副装甲,)而T34-85中型坦克向IV坦克开火时,最多只用3炮就可以将其击毁
1944.9.11号早上,8辆T34-85中型坦克在华沙市区和6辆德军IV.G坦克展开了巷战,仅仅10分钟就将德军坦克全部击毁(距离为560米左右),而自身只损失了一辆坦克,IV.G坦克向它们开火45次,只有不到12次是有效的。
1945.5.2号22辆T34\85中型坦克在柏林和德军的8辆黑豹A中型坦克交手,只用了52分钟就把德军的坦克全部击毁,而自身仅仅损失了14辆坦克
在从8月11日到13日持续三天的奥格莱德村坦克战。苏军第6坦克军共击毁和缴获德军坦克24辆，其中有13辆是最新的“虎王”重型坦克
德军的动物园系列坦克制造不易，可以大量生产的4号坦克又不断落后于T34-85。最后德军装甲部队淹没在了1944年的T34危机中
德国人到后期因为稀有金属严重缺乏才把主意打到了装甲厚度上，并且此时才发现了倾斜装甲的好处，直到44年末才发觉到坦克通用化生产的好处
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