Вторая мировая война подстегнула прогресс в танкостроении. Всего за 6 лет танки совершили больший рывок, чем за предыдущие двадцать. Значительная часть танков обзавелась противоснарядным бронированием, мощными длинноствольными пушками (калибром до 152 мм), в конце войны появились первые ночные (инфракрасные) прицелы (хотя опыты по их постановке на танк проводились в СССР ещё до войны), радиофикация танков стала считаться необходимой. Тактика применения танков тоже достигла высокой степени совершенства, в первый период войны (1939 — 1941 гг.) немецкие военачальники продемонстрировали всему миру, как применение танковых соединений позволяет провести операции по оперативному и стратегическому окружению и быстро выиграть войну (т. н. «блицкриг»). Однако и другие государства (Великобритания, Франция, Польша, СССР и т.д.) создавали собственные теории тактики применения танков, во многом схожие с немецкой.
В ходе Второй мировой войны первое место в «мировой табели о рангах» танкостроителей занимали германские и, отчасти, советские конструкторы. Немецкая школа сделала упор на увеличение бронирования и длины орудий, улучшение приборов наблюдения (включая инфракрасные приборы ночного видения), улучшению обитаемости, а советская школа брала преимущественно технологичностью и массовостью производства, внося серьёзные изменения в конструкцию базовых типов танков (Т-34, КВ и ИС) лишь при крайней необходимости. Советская танковая школа создала также достаточно удачные модели других типов бронетанковой техники, самоходные артиллерийские установки и истребители танков. Американская школа при некоторой изначальной отсталости в плане компоновки и технологичности все же наверстала упущенное к концу войны за счёт развёртывания массового производства нескольких избранных моделей, хорошего качества стали и порохов, а также радиофикации (минимум по две рации на танк). Наиболее удачными немецкими танками стали Pz.IV (самый массовый), «Тигр», и, с некоторыми оговорками, «Пантера» и «Королевский тигр». Лучшими советскими танками, принимавшими участие во Второй мировой войне, были признаны средний танк Т-34 (в разных вариантах, в том числе его поздний вариант Т-34-85 с разными модификациями 85 мм пушек) и тяжёлый танк ИС-2. Лучшим американским танком был признан M4 Шерман, который широко поставлялся в СССР по ленд-лизу.
Особенно неблагоприятным для Красной Армии было соотношение бронетанковых потерь в начальный период Великой Отечественной войны (июнь-ноябрь 1941 года) и в переломном сражении в Курской битве (июль-август 1943 года).
