Pentru cea mai mare parte a istoriei sale, divizia a fost organizată în trei regimente: al 7-lea Panzer, și al 69-lea și al 86-lea Panzergrenadier (infanterie mecanizată). Alte unități au inclus un regiment de artilerie și câte un batalion de motociclete, unul de recunoaștere, unul de distrugătoare de tancuri, unul de geniu și unul de transmisiuni.
Divizia a 10-a Panzer a fost formată pentru prima dată la 1 aprilie 1939 la Praga, ca o formațiune compozită alcătuită din unități înființate anterior în toată Germania. Multe dintre aceste unități au fost transferate de la Divizia 20 motorizată, Divizia 29 motorizată și Divizia 3 ușoară. În toamna anului 1939, divizia era încă în formare, dar a fost totuși angajată în invazia Poloniei înainte ca procesul să fie complet. Din acest motiv, Divizia 10 Panzer a rămas în rezervă în cea mai mare parte a acestei campanii. A fost mutată din Pomerania în august în Polonia, unde a primit în grabă controlul Regimentului 7 Panzer, al Brigăzii 4 Panzer și al mai multor unități SS.
Divizia și-a finalizat formarea până la începutul anului 1940. Era formată din Brigada 10 de pușcași cu Regimentele 69 și 86 de pușcași, Brigada 4 Panzer cu Regimentele 7 și 8 Panzer și Regimentul 90 de artilerie.
După ce a fost completată, divizia a fost trimisă în Franța pentru a participa la invazia acestei țări. Angajată în cadrul Corpului XIX Motorizat, Divizia 10 Panzer a fost desfășurată pe axa sudică a luptei, împreună cu Diviziile 1 și 2 Panzer, precum și cu Regimentul de Infanterie Großdeutschland. S-a deplasat prin Luxemburg și a străpuns liniile franceze la râul Meuse, lângă Sedan, avansând până la Canalul Mânecii în primul său angajament. La Sedan, divizia a rămas pentru scurt timp în rezervă pentru a proteja capul de pod german de peste râu de un contraatac francez. De acolo, divizia a împins forțele aliate din porturile din regiunea Flandra, înainte de a se angaja în operațiuni de adunare în zonele vestice ale Franței după capitularea franceză. După aceasta, divizia s-a angajat în sarcini de ocupație și instruire în Franța.
În martie 1941, divizia a fost rechemată în Germania și s-a mutat la granița cu Uniunea Sovietică în luna iunie a aceluiași an, în vederea pregătirii pentru Operațiunea Barbarossa. Odată ce invazia a fost lansată, divizia a participat la Bătălia de la Białystok-Minsk, la angajamentele de la Smolensk și Vyasma, precum și la Bătălia de la Moscova. În timpul ofensivei sovietice de iarnă din 1941-1942, a menținut pozițiile de la Yukhnov, lângă Rzhev, împotriva contraatacurilor sovietice repetate din ianuarie până în aprilie 1942. Ulterior, divizia epuizată a fost retrasă la Amiens, Franța, pentru a fi reformată.
În 1942, divizia a fost transferată la Dieppe, unde a jucat un rol minor în contracararea Raidului Dieppe de către forțele aliate. Odată ce Aliații au debarcat în Africa de Nord, Divizia a 10-a Panzer a fost pusă la datorie de ocupație în Franța de la Vichy și a fost trimisă de urgență în Teatrul African la sfârșitul anului 1942, de îndată ce transportul a devenit disponibil. În decembrie 1942, divizia, care acum făcea parte din Armata a 5-a Panzer, a debarcat în Tunisia. Aici a participat la Bătălia de la Pasul Kasserine și la alte câteva dintre primele bătălii cu unități ale armatei americane, proaspăt angajate în război. De asemenea, au luat parte la ofensiva eșuată a Axei, Operațiunea Ochsenkopf, la sfârșitul lunii februarie 1943. Când linia Axei s-a prăbușit în mai 1943, divizia a fost prinsă în capcană. S-a predat pe 12 mai și nu a fost niciodată reconstruită.
.