“七七”事变以后，在中国境内作战的日军机械化部队极少有果断、刚迈的行动，他们利用坦克配合步兵作战，然而前者仅居后者“助手”的地位。欧洲军事人士有过这样评价：“日本不顾欧洲战事的教训，尚未理会坦克车作战的价值“，“日本现仍依赖利用坦克车配合密集步兵作战的战术，正与我们上次大战时一样的利用坦克车，彼等将坦克车团附隶于步兵队伍中，而不用之为独立的攻击兵力”。从1939年起，日本开始有了较大编制的坦克部队。1939年3月南昌战役时，第11军临时编成战车集团（集团长石井广吉大佐），辖战车第5大队、第7联队、独立轻战车第9中队，共135辆坦克。6月，在关东军第23师团内编组了第1战车团（相当于坦克旅，司令安冈正臣中将），辖战车第3、第4、第5联队及其他辅助部队。第二年，又在第5军内成立第2战车团，辖战车第4、第10、第11联队等。这一时期，日军进行了一些集群使用坦克的尝试，但效果不佳，问题出在坦克低劣的性能上。第1战车团在诺蒙坎战役中尝到了惨败的苦酒，步兵为此咒骂本国的坦克是“废物”、“豆腐”。此前在徐州战役中，中国军队仅凭集束手榴弹就炸毁了许多日本坦克。南昌战役，日军战车集团远程迂回，追击约250公里，虽然取得了一定战果，但也暴露出技术上许多致命弱点，如：1、易受天气影响。遇连续降雨而平地积水时，100多辆坦克不得不连日寻找高地停放车辆。2、渡河技能差。中国南方河网纵横，且常降雨，致使河宽水深，由于工兵架桥和驾驶人员操车方面的问题，致使数辆坦克落水沉没。3、发动机质量不尽人意。道路泥泞，行驶困难，需要使用发动机的大转速来获得较大功率，但这样容易产生耗油量大、发动机温度过高、故障频多等问题。4、后勤保障不力。器材、弹药、油料随同困难，坦克常常停下来等待供应，大大影响了前进速度。如果不是因为国民党部队战斗力太弱，日军此役的胜利是难以想象的。
1941年12月太平洋战争爆发时，日军共有战车联队15个，其中9个参加了攻取南洋诸地的战役。它们在马来亚和菲律宾的战果被大肆渲染，但实际上并未遇到强有力的抵抗，根本没什么可吹嘘的。 1942年6月24日机甲军的成立，是日本适应世界军事大势的一个迟到举动。1941年6月，山下奉文中将率领日本陆军视察团赴欧考察德军战况，他们对德军以坦克、大炮、飞机为主体，协同进行迂回、贯突的“闪击战”印象极深，回国后即提出应集中使用坦克部队于重要时刻的建议。以后又根据日军在诺蒙坎和东南亚使用坦克作战的经验教训，深感需将坦克集中编组，以发挥其快速机动的能力。这就是成立机甲军的动因。机甲军隶属关东军，司令部驻四平，司令官吉田中将，下辖战车第1师团（师团长星野利元中将，由第1战车团改编，驻牡丹江）、战车第2师团（师团长冈田资中将，由第2战车团改编，驻勃利）、战车教导旅团（驻四平）、战车第15联队（驻孙吴）和战车第16联队（驻海拉尔）。同年8、9月间又在中国派遣军内组建了战车第3师团（师团长西原一策中将，由骑兵集团改编，驻包头），目的是在作战中“尽可能捕捉更多的敌军”，“以最大的速度进行突破”。1944年6月战车第4师团（师团长名仓刊，驻千叶县）成立于日本国内。日本的战车师团相当于西方的坦克师，总人数约为132820人，二、三百辆坦克，2旅团4联队制。每个战车联队编有中战车3个中队、轻战车1个中队、炮战车1个中队、维修中队1个。师团另直辖有步兵联队、搜索队、炮兵联队、防空队、工兵队、整备队、辎重队等。1944年10月起，日军又先后成立了9个独立战车旅团，其中独立战车第1、第9旅团属关东军，分驻沈阳、四平，其余7个旅团全部部署在日本本土。1944年7月，战车第2师团调至菲律宾，改隶南方军。1945年3月，为防止美军本土登陆，又将战车第1师团调回国内。这样，至日本投降时各部队位置如下：战车第1、第4师团和独立战车第2、第3、第4、第5、第6、第7、第8旅团在日本国内；独立战车第1、第9旅团在关东军；战车第3师团在中国派遣军；战车第2师
