第一次战斗：杜布纳战役，1941年6月
1941年，德国南方集团军挺进苏联境内，苏联坦克相当笨重，德国装甲部队很轻易就能击毁它们。但是T-34坦克却不同，它证明自己是一个可怕的对手。T-34坦克与先进的德国坦克的第一次交锋发生在1941年6月。米哈伊尔·基尔波诺斯上将指挥苏联西南战线，他决定从侧翼进攻德国南方集团军的先头装甲部队，以减缓甚至停止德国的前进。
基尔波诺斯的目标是德国南方集团军的装甲先锋，德国装甲先锋部队由埃瓦尔德·冯·克莱斯特指挥，包括第9、第11、第13、第14和第16装甲师。好不容易，基尔波诺斯集结起自己的坦克部队，其中包括数百辆T-34坦克和KV重型坦克。崎岖的地形和德国空军的低空扫射阻碍了苏联装甲部队的进攻编组，最终，基尔波诺斯的坦克只能进行零星的攻击。
6月26日，杜布纳战役将苏联坦克切断德军装甲先锋部队的攻击推向了高潮。在这个时期的战斗中，苏联坦克乘员训练严重不足。德国指挥官弗朗茨·海德尔在战后的报告中回忆道：
“苏联坦克乘员的训练严重不足，坦克乘员的训练时间短，而经验丰富的驾驶员却损失过大。苏联坦克驾驶员避免通过地面凹坑或沿着反斜坡行驶，他们更喜欢选择沿着波峰路线行驶，因为这样行驶起来更加容易。即使在大量坦克被击毁时，这种做法也没有改变。因此大多数情况下德国坦克在很远的距离外就能攻击到对手，苏联坦克在战斗开始前就已经在损耗。此外，缓慢和定向驾驶，以及开火时停止不动也使苏联坦克很容易成为活靶子。”
尽管在杜布纳战役中苏联T-34坦克乘员训练不足的缺点表现很明显，但实战中坦克本身的表现却很出色。苏联所要做的就是注重坦克乘员的训练并制造出足够数量的T-34坦克。例如在杜布纳战役中，一辆T-34坦克经受住了24发德国反坦克炮发射的37毫米穿甲弹，第25发炮弹击中坦克炮塔使炮塔卡住后它才退出战场。苏联的问题是，能与德国坦克相抗衡的T-34坦克和KV坦克的数量太少，而老式的T-26、T28和BT系列坦克太多。
杜布纳战役让德国人极为震撼，苏联在6月29日对齐格弗里德·海因里希的第16装甲师展开突袭，德国人迅速溃败后退，只是在天黑以后苏联人军队的追击才有所减慢。
7月初战役结束后，基尔波诺斯将剩余的部队开赴基辅。杜布纳战役在某种程度上削弱了基尔波诺斯的坦克部队，而基尔波诺斯也在保卫基辅的战斗中阵亡。但是早期的遭遇战是以后战斗的预演，后来的战斗中苏联拥有更多的T-34坦克和训练有素的坦克乘员，他们能够打败德国最好的坦克。杜布纳战役是德国在1941年所有遭遇战中坦克损失数量最多的一次战斗。
德国装甲部队司令海因茨·古德里安对T-34坦克有很高的评价，他在1941年末这样说道：
“成千上万的T-34坦克进入战场，德国坦克遭受严重损失。以前，我们会为自己的坦克优势感到自豪，但从现在开始情况发生了逆转。我们迅速结束战斗取得胜利的愿望化为泡影。对于这个情况，我写了一个报告并将它送到大本营，在报告中我简要描述了T-34坦克对我们PzKpfw Ⅳ坦克的优势，并做了一些总结，未来坦克研制必须借鉴这些总结。我最后督促必须立即向前线派遣一个委员会，委员会的成员包括陆军军械局、军备部以及坦克设计师和坦克制造工厂的代表。前线的军官们认为应该简单地复制T-34坦克，因为这是改变德国装甲部队士气低落的最快捷的方式。”
下图：1942年，M1941型T-34坦克开赴前线。列宁格勒的900天包围战，是苏联军民顽强抵抗的壮举，T-34坦克见证了这一切。