Первые САУ StuG III, вооруженные 75-мм орудием с длиной ствола в 43 калибра, появились на Восточном фронте весной 1942 года. Одним из первых ими был оснащен дивизион штурмовых орудий моторизованной дивизии «Великая Германия». Теперь немецкие САУ, и до этого являвшиеся грозным противником, получили еще большие шансы на победу при встрече с любым советским танком. С этого момента StuG III все чаще стал использоваться именно для борьбы с танками, а не для непосредственной поддержки пехоты. Умело используя низкий силуэт своих машин и грамотно применяясь к местности, экипажи штурмовых орудий подпускали советские танки почти вплотную и открывали огонь на поражение. Так, например, во время боев в районе Ржева 28–31 августа 1942 года, отбивая атаку за атакой, 667. StuG Abt уничтожил 83 советских танка. В дальнейшем этот дивизион продолжал сражаться на центральном участке Восточного фронта. В феврале 1943 года 667-й дивизион прикрывал отход немецких войск из Ржевского выступа, а затем воевал под Могилевом и Смоленском. По немецким данным к началу 1944 года на счету дивизиона числилось 1120 подбитых советских танков. О своих потерях на этот период времени немецкие источники благоразумно умалчивают. В феврале 1944 года дивизион преобразовали в бригаду, которая стала самой сильной частью штурмовой артиллерии Вермахта — в ней насчитывалось шесть батарей. Во время наступления советских войск в Белоруссии летом 1944 года 667-я бригада штурмовой артиллерии попала в окружение и была полностью уничтожена.
В 1942 году в районе Ржева воевал и дивизион штурмовых орудий дивизии «Великая Германия».
Первые StuG III Ausf. F/8 с 75-мм пушками с длиной ствола 48 калибров получил 190. StuG Abt, действовавший на Керченском полуострове. Затем его перебросили под Севастополь, и он совместно с 197. StuG Abt участвовал в штурме города. Любопытно отметить, что в немецких источниках город, имевший сухопутные укрепления лишь полевого типа, именуется не иначе как крепость. Сообщается, что подразделения этих дивизионов штурмовали форты «Сталин», «Сибирь», «Ленин», «ГПУ», «Молотов» и т. д… Подобная информация — еще одно свидетельство «высокой достоверности» многих иностранных публикаций, поскольку никаких фортов в системе сухопутной обороны Севастополя просто не было. Речь же, вероятнее всего, идет о береговых батареях и обыкновенных дотах. В ходе штурма Севастополя в июне 1942 года 197. StuG Abt потерял все свои штурмовые орудия.
В составе 6-й полевой армии генерала Паулюса имелось три дивизиона штурмовых орудий — 243, 244 и 245-й. Оба они нашли свой конец в ходе Сталинградской битвы. Последнее штурмовое орудие 243-го дивизиона, например, было подбито 28 января 1943 года — за несколько дней до капитуляции немецких войск.
По состоянию на 26 ноября 1942 года на Восточном фронте находилось 20 дивизионов штурмовых орудий, в которых имелось 347 боеготовых машин и 101 САУ в ремонте. В целом же за 1942 год безвозвратные потери немцев на Восточном фронте составили 332 штурмовых орудия.
В 1942 году StuG III получили боевое крещение на Африканском континенте. Правда, было их там совсем не много. В начале года взвод из трех штурмовых орудий Ausf. D вошел в состав противотанковой роты 5-й легкой дивизии Германского Африканского корпуса. В мае он принял участие в сражении у Газалы. Для Африканского корпуса формировался 242-й дивизион штурмовых орудий, однако две его батареи отправили в Россию, а третью, так называемую батарею «Африка» из шести StuG 40 Ausf. F/8, в ноябре 1942-го перебросили на Сицилию, а потом — в Африку. Впрочем, до последней добрались только четыре САУ: транспорт, на котором в числе прочего груза находились две боевые машины, был потоплен английской авиацией.
Батарея «Африка» вошла в состав 90-го артиллерийского полка, а позже — воздушно-десантной бригады Ramcke, участвовала в боях на северном участке тунисского фронта, и в мае 1943 года капитулировала вместе со всеми итало-немецкими войсками в Северной Африке.
В 1943 году театром массового применения штурмовых орудий по-прежнему оставался Восточный фронт. Из сражений этого года крупнейшим, без сомнения, является операция «Цитадель», более известная как Курская битва. Достаточно сказать, что в ней принимали участие 455 штурмовых орудий, что составляло более половины боевых машин этого типа, находившихся на Восточном фронте. К 30 июня 1943 года здесь действовали 26 дивизионов штурмовых орудий, в которых насчитывалось 35 машин StuG III Ausf. А — Е, 727 StuG 40 Ausf.F — G и 57 штурмовых гаубиц StuH 42.
В ходе Курской битвы штурмовые орудия в основном применялись как противотанковые САУ, ведя огонь из засад по атакующим советским танкам. По свидетельству красноармейцев в боекомплектах захваченных «артштурмов» практически отсутствовали осколочно-фугасные боеприпасы.
Ожесточенность боев в ходе сражения под Курском сказалась и на потерях. В течение июля — августа 1943 года немцы лишились 273 штурмовых орудий и 38 штурмовых гаубиц. Общие же потери за весь год составили 1492 и 73 боевые машины соответственно. Причем усилиями ремонтных служб удалось вернуть в строй только 208 штурмовых орудий.
К 1 июня 1944 года на Восточном фронте воевало уже 32 бригады штурмовых орудий. В составе группы армий «Север» действовали 184-я, 226-я, 303-я, 909-я и 912-я бригады, в группе армий «Центр» — 177-я, 185-я, 189-я, 190-я, 244-я, 245-я, 281-я и 904-я, а также 667-я бригада штурмовой артиллерии, в группе армий «Северная Украина» — 210-я, 237-я, 259-я, 270-я, 300-я, 301-я, 311-я, 322-я и 600-я бригады, в группе армий «Южная Украина» — 228-я, 243-я, 259-я, 278-я, 286-я, 325-я, 905-я и 911-я бригады, а также дивизион штурмовых орудий дивизии «Великая Германия».
В этих частях насчитывалось 615 САУ StuG 40 и StuG IV и 95 StuH 42. В ремонте находилось 158 штурмовых орудий и 25 штурмовых гаубиц.
Параллельно с Вермахтом штурмовые орудия поступали и на вооружение войск СС. Так, в августе — сентябре 1941 года по батарее штурмовых орудий получили эсэсовские моторизованные дивизии «Мертвая голова» и «Викинг». В 1942 году в трех дивизиях СС (за исключением дивизии «Викинг») батареи развернули в дивизионы из трех батарей по десять штурмовых орудий в каждой.
В 1943 году по одной батарее включили в состав 4-й полицейской дивизии СС, 6-й дивизии СС «Норд» и 16-й дивизии СС «Рейхсфюрер СС». В каждой батарее насчитывалось 10 штурмовых орудий. В июле 1943 года батарею дивизии «Рейхсфюрер СС» преобразовали в дивизион трехбатарейного состава. В декабре 1944 года батарея из 14 штурмовых орудий вошла в состав 11-й дивизии СС «Нордланд».
В 1944 году многие танковые и моторизованные дивизии СС, например, «Викинг», «Хоенштауфен», «Фрундсберг», «Гетц фон Берлихинген» и «Хорст Вессель», получили штурмовые орудия на вооружение своих танковых полков и противотанковых дивизионов.
Весной 1944 года две бригады штурмовых орудий — 1-я и 2-я — были сформированы в составе воздушно-десантных войск Люфтваффе.
Из сражений 1944 года можно отметить бои в Курляндии, где действовали 184-я, 226-я и 912-я бригады штурмовых орудий, в составе которых имелись батареи полностью укомплектованные StuG IV. Участие их было достаточно результативным. Так, например, одна батарея StuG IV 226. StuG Brigade за два дня боев вывела из строя более 35 советских танков, потеряв при этом всего одну машину.
