Во время вторжения во Францию Гудериан воплотил в жизнь блицкриг. Механизированное соединение, в которое входил его танковый корпус, быстро преодолело Арденнские горы, хотя противники ждали, что оно застрянет там и станет мишенью для бомбардировщиков. Однако операция Гейнца Вильгельма была хорошо продумана и осуществлена. Четко работали тыловики и ремонтники, слаженно действовали танкисты и мотопехота.

В ходе этой военной кампании Гудериан неоднократно нарушал приказы Гитлера и его Ставки. Руководствуясь собственными представлениями о тактике танкового удара, он неумолимо продвигал свои стальные машины вперед и вперед и, оказываясь далеко за предполагаемой линией фронта, блокировал коммуникации противников. В плен попадали целые французские штабы, которые наивно полагали, что германские войска все еще находятся на западном берегу реки Меас, и вели себя более чем расслабленно. Тогда за невыполнение приказов Ставки главного танкиста не наказали: победителей не судят. Более того, Гудериан за свои стремительные марш-броски получил прозвище Быстроходный Хайнц.

Однако сам Гейнц Вильгельм не был доволен действиями немецкой армии. Он был уверен, что Гитлер и Генеральный штаб действовали недостаточно смело, не понимая истинных возможностей танков. По его мнению, потенциал «стальной армады» был значительно больше.

Известие о подготовке нападения на СССР храбрый танкист воспринял без энтузиазма. Как опытный офицер, он понимал, сколь опасно воевать со страной, где просторы огромны, климат суров, а дороги на уровне средневековья. Гудериан также не сбрасывал со счетов славное военное прошлое советского народа. Кроме того, он хорошо помнил разочарование группы советских военных и конструкторов, посетивших заводы Германии в конце 1940 года и ознакомившихся с новейшими образцами немецкой военной техники. Советская делегация тогда решила, что последние модели танков от нее прячут. Исходя из этого Гейнц Вильгельм, которому на самом деле нечего было скрывать, сделал вполне логичный вывод о том, что по части разработок современных машин Советы обошли Германию. Поэтому он обоснованно опасался встретиться в бою с новыми советскими танками, которые качественно и стадиально превосходили соответствующую немецкую технику.

Гудериан, по большому счету, выступал против самой возможности войны с СССР. Он писал: «Новое изучение походов шведского короля Карла XII и Наполеона I показало все трудности этого театра военных действий; одновременно выявилась недостаточность нашей подготовки к такой крупной кампании. Прошлые успехи, особенно победа на Западе, одержанная в столь неожиданно короткий срок, так затуманили мозги руководителям нашего Верховного командования, что они вычеркнули из своего лексикона слово „невозможно“».

Однако приказы не обсуждают, поэтому Гудериан принял командование 2-й танковой группой, состоящей из 2-х корпусов, объединяющих 5 танковых и 3 мотопехотные дивизии. Перед вторжением в СССР он получил звание генерал-полковника, и ему оставался всего один шаг до звания фельдмаршала. Для этого необходимо было «всего-то» взять Москву.

В июне 1941 года танковые колонны Гудериана шли в первом эшелоне немецкой армии, пробивая оборону советских войск на главных направлениях. Спустя всего 15 дней после начала войны части 2-й танковой группы форсировали Днепр и нацелились на столицу Страны Советов. На первых этапах вторжения в СССР главный танкист Германии за свои выдающиеся успехи получил Дубовые листья к Рыцарскому кресту.

А вот дальше возникли сложности и разногласия с высшим руководством Третьего рейха. Гудериан считал, что Москву следует брать с ходу, не давая Красной Армии опомниться. Главный танкист Германии настаивал на сокращении сроков кампании, поскольку видел, что войска противника быстро обучаются современным приемам ведения боя. Кроме того, оправдались его худшие подозрения о новом танке: в июле 1941 года он сумел осмотреть Т-34, застрявший в болоте, и понял, что в Германии ничего подобного нет и в ближайшее время не будет. В октябре Гудериан в рапорте на имя командующего группой армий буквально потребовал срочно прислать на фронт специальную комиссию для изучения неизвестной модели танка. И уже 20 ноября в расположение 2-й танковой группы прибыли ведущие немецкие танковые конструкторы Ф. Порше, А Освальд, Э. Адерс, а также представители Управления вооружения сухопутных войск и Министерства вооружения. Специалисты тщательно осмотрели подбитые советские танки, а также опросили танкистов и артиллеристов. Мнения солдат конструкторам совершенно не понравились: фронтовики видели единственный выход в точном копировании Т-34. И дело было не только в личных амбициях немецких инженеров и их неприятии подражания, но и в том, что с технической точки зрения невозможно было сделать танк, идентичный советскому.

Гудериан, понимая, что в данном случае время работает не на его бронетанковые войска, настаивал на стремительном танковом ударе по советской столице. Он видел, что русские навязывают свою манеру боя — столкновение танков с танками. Гейнц Вильгельм считал, что такая тактика проигрышна для Германии, но даже в Генштабе его мало кто поддерживал. Поэтому главному танкисту приходилось выполнять приказы, которые он сам считал ошибочными.

Тем временем трудности нарастали. Большим сюрпризом для немецких генералов стали дороги. Известное российское бедствие теперь имело оборонное значение. Дороги, обозначенные на картах как «хорошие», попросту отсутствовали. Кроме того, выяснилось, что танкам очень вредна пыль фунтовых дорог. Цилиндры моторов приходилось чистить наждаком, их мощность понижалась.

Осенние дожди прибили пыль, но оказалось, что непроходимая грязь российского бездорожья еще хуже: танки передвигались с черепашьей скоростью, а колесная техника и вовсе не могла двигаться. Тягачи и танки вытаскивали автомобили, а сами при этом преждевременно выходили из строя.

А когда ударили морозы, для немецких бронетанковых войск наступили совсем тяжелые времена. Приходилось отогревать паяльными лампами двигатели боевых машин или разводить под их днищами костры. Таким образом, процедура запуска моторов растягивалась на долгие часы и не всегда заканчивалась успешно. Кроме того, оптические приборы выходили из строя, горючее замерзало, масло загустевало. В довершение всего, танки вязли в снегу, так их гусеницы были без шипов. Сами же танкисты не имели зимнего обмундирования, поэтому немецкие солдаты переодевались в советскую утепленную форму, спарывая кубари и нашивая на нее фашистские знаки отличия.

В немецких танковых войсках присказкой стали слова: «Это вам не Франция!»

Из Берлина тем временем требовали чуда. Гудериан, который сам был автором идеи блицкрига, теперь одним из первых сказал Гитлеру, что надо менять планы: немецкая армия не подготовлена к зиме, поэтому необходимо отойти на более подходящие позиции. Но фюрер не прислушался к его словам — он требовал от бронетанковых войск новых побед. В начале декабря 1941 года передовые отряды немцев вышли к пригородам Москвы. Самым большим успехом Гудериана в зимнем наступлении на столицу Союза стал захват города Калуги благодаря удачному обходу Можайской линии обороны советской армии.