Esta división estaba acuartelada en Gotha y estaba conformada principalmente por pobladores de Hesse.
El resto de 1943 se desplegaron en una larga retirada entre Orel, Gomel, Orsha y Vitebsk.
A principios de 1944, junto con las tropas alemanas remanentes en el Frente Oriental, la 20.ª División Panzer enfrentó una intensa lucha defensiva invernal en las áreas de Polotsk, Vitebsk y Bobruisk.
Al sufrir grandes pérdidas durante la Operación Bagration por parte del Ejército Rojo, la división fue enviada a Rumania para reabastecerse en agosto de 1944.
Luego fue transferida a Görlitz (al oriente de Dresde sobre la frontera con Polonia).