Огнеметные танковые подразделения использовались в основном при атаке укрепленных полос и населенных пунктов для поражения живой силы противника и уничтожения его огневых средств в укрытиях и долговременных сооружениях, при этом они придавались стрелковым частям. Маршал В.И.Чуйков приводит интересный пример действий огнеметного танка в городе при обороне Сталинграда осенью 1942 г.: «Вытащили с поля боя три подбитых танка: один огнеметный и два средних. Их быстро отремонтировали, и я решил ошеломить противника, с утра 29 октября пустить в контратаку три танка и 50 стрелков. Направление контратаки — стык между дивизиями Смехотворова и Гурьева по Самаркандской улице, где противник почти вплотную подобрался к Волге. Контратака началась рано утром, перед рассветом. Ее поддерживала артиллерия с левого берега и полк „катюш“ полковника Ерохина. Захватить большое пространство не удалось, однако результаты получились внушительные: огнеметный танк сжег три вражеских танка, два средних — подавили противника в двух траншеях, где тотчас же закрепились наши стрелки».
В ходе контрнаступления под Сталинградом в конце 1942 г. отличились 235-я отдельная огнеметно-танковая бригада и 512-й отдельный огнеметно-танковый батальон. 235-я огнеметная танковая бригада, сформированная летом 1942 г. в Люблино под Москвой, в сентябре 1942 г. была направлена на Сталинградский фронт, где ее подразделения участвовали в боях на территории завода «Красный Октябрь», в боях по окружению 6-й армии Паулюса. 12 декабря 1942 г. командование Сталинградского фронта направило 235-ю огнеметно-танковую бригаду и 87-ю стрелковую дивизию в помощь 51-й армии под Котельниково для отражения наступления группировок Манштейна и Гота. В ходе Котельниковской операции 14 декабря 1942 г. в районе Верхне-Кумского 235-я огнеметно-танковая бригада вместе с 234-м танковым полком уничтожила около 50 танков противника, 30 орудий, другую технику, более 500 вражеских солдат и офицеров. Затем она участвовала в завершении Сталинградской операции. За мужество и отвагу, проявленные личным составом, бригада была переименована в 31-ю гвардейскую отдельную огнеметно-танковую бригаду. После переформирования под Москвой и получения новой техники она участвовала в освобождении населенных пунктов Изюм, Барвенково (почетные наименования «Барвенковские» получили тогда 31-я гвардейская отдельная огнеметно-танковая бригада и 517-й отдельный огнеметнотанковый батальон), Павлоград, Днепродзержинск, Запорожье.
В 1943 г. в боях под Таганрогом и Мариуполем хорошо показал себя 516-й отдельный огнеметно-танковый батальон, а в боях за Евпаторию в апреле 1944 г. — 512-й отдельный огнеметно-танковый батальон (среди прочих частей получил наименование «Евпаторийский»). А после освобождения Новгорода в январе 1944 г. почетное наименование «Новгородский» получили 500, 501, 502-й и 503-й отдельные огнеметно-танковые батальоны.
В состав танковой колонны «Димитрий Донской», построенной на средства, собранные Русской православной церковью, входили танки ОТ-34, которыми вооружили 516-й отдельный огнеметно-танковый полк. Он впервые вступил в бой 16 июня 1944 г. в Белоруссии совместно со 2-й штурмовой инженерно-саперной бригадой 1-го Белорусского фронта. 24 — 27 июня полк участвовал в Бобруйской наступательной операции. Подразделения огнеметных танков в основном действовали со штурмовыми батальонами. Далее полк участвовал в Люблин-Брестской операции и его танкисты первыми ворвались в Брест и вскоре вышли на государственную границу. В августе 1944 г. он вступил на территорию Польши. После интенсивных боев к 10 октября в составе полка осталось только два танка, да и те отправили в капитальный ремонт. Полк перевооружили новой техникой. За отличные боевые действия приказом Верховного Главнокомандующего от 19 февраля 1945 г. ему было присвоено почетное наименование «Лодзинский». Потом танкисты штурмовали крепость Познань, выжигали огнем пулеметные и орудийные гнезда на Зееловских высотах, закончили войну в Берлине. Всего танкисты полка уничтожили свыше 3800 солдат и офицеров противника, 48 танков и штурмовых орудий, 130 орудий и минометов, 400 пулеметных точек, 47 дзотов.
В составе войск 3-го Белорусского фронта, освобождавших Оршу в июне 1944 г., воевал 517-й отдельный огнеметно-танковый полк.
Подбитый огнеметный танк ОТ-34. У этой машины скорее всего взорвался не бак с огнесмесью, а боекомплект 76-мм выстрелов, который детонировал довольно часто
Передача огнеметных танков ОТ-34 38-му отдельному танковому полку. Колонна «Димитрий Донской» была построена на средства Русской православной церкви
Весной 1944 г. в состав штурмовых инженерно-саперных бригад вводили огнеметные части. В это время 1, 2, 4, 10-я, а также 2-я гвардейская штурмовые инженерно-саперные бригады получили огнеметно-танковые полки трехротного состава (по 20 ОТ-34 в полку). В состав 1-й штурмовой комсомольской инженерно-саперной бригады РВГК включили 510-й отдельный огнеметнотанковый полк, сформированный в январе — мае 1944 г. на основе 510-го отдельного огнеметно-танкового батальона и состоявший из двух танковых рот, а также взводов — разведывательного, ремонтного, транспортного, других подразделений обеспечения. Полк имел 240 человек личного состава, 21 танк ОТ-34, 6 бронеавтомобилей БА-64, 7 мотоциклов, 53 специальных и грузовых автомобиля (техника полка приобреталась на средства, собранные трудящимися предприятий г.Краматорска). 31 мая полк в составе бригады был придан 3-й армии 1-го Белорусского фронта. В июне 510-й полк был придан 120-й гвардейской стрелковой дивизии 41-го стрелкового корпуса и вместе с ней участвовал в прорыве заблаговременно подготовленной и сильно укрепленной обороны противника на реке Друть севернее Рогачева. Так, в бою 25 июня танки полка с десантом пехоты из 1-го штурмового инженерно-саперного комсомольского батальона атаковали опорный пункт Веричев. Огнеметные танки шли впереди стрелковых подразделений. Из 10 танков первой роты 6 подорвались на минах, остальные продолжили атаку. Достигнув траншей и окопов противника, танки разворачивались вдоль них и пускали огнеметные струи, поражая пехоту противника и внося панику в ее ряды. Преследуя врага после захвата опорного пункта, танки огнеметного полка вели огонь по его огневым точкам и скоплениям пехоты. При выходе на минное поле саперы-штурмовики соскакивали с брони и проделывали проходы для танков. В ходе боя танки часто действовали как линейные, ведя артиллерийский и пулеметный огонь.
Для маскировки своих действий и прикрытия подбитых машин танкисты использовали дымовые шашки. За два дня боев на реке Друть полком было уничтожено 10 противотанковых орудий, 14 дзотов и крупных блиндажей, пять минометных батарей, 15 станковых и 10 ручных пулеметов, более 400 солдат и офицеров противника.
Поскольку огнеметные танки использовались для штурма укрепленных позиций, большую пользу приносило их взаимодействие с инженерными танками. Так, в июле полк вел бои за Белосток совместно с 336-м стрелковым полком. 26 июля огнеметные танки двинулись в атаку вслед за танками Т-34, оборудованными навесными минными тралами. Преодолев минные поля, развертывались в линию и действовали как танки непосредственной поддержки пехоты. Бои за город закончились 27 июля. За отличные действия в ходе освобождения Белостока 510-й полк получил наименование «Белостокский». 15 марта 1945 г. 510 оотп был придан 108-й стрелковой дивизии и получил задачу на штурм города Данциг в составе штурмовых групп 407-гр и 44-го стрелковых полков. В штурмовую группу входили 3 — 4 линейных танка, 2 самоходных орудия СУ-122, 2 огнеметных танка ОТ-34, 4 полковые или дивизионные пушки, стрелковая рота со станковыми пулеметами и ПТР, отделение саперов (10 человек), отделение огнеметчиков с ранцевыми огнеметами (10 человек), гранатометчики (6 человек). 27 марта танки 510 оотп с десантом на броне ринулись в атаку на подготовленную оборону противника в пригороде Данцига. «Умело маневрируя, танкисты ворвались в первую траншею, — рассказывает о бое полковник запаса Н.Стасюк. — Отлично действовал экипаж командира взвода лейтенанта Б.В.Шелуханова. Механик- водитель сержант С.С.Томожников четко выполнил разворот над траншеей и выпустил одну за другой три огнеметные струи. Уцелевшие гитлеровцы бросились бежать, стремясь спастись в зданиях». В ходе боя в предместьях танки пускали в ход огнеметы, подавляя огневые точки в подвалах и поражая «фаустников». В ходе штурма Данцига танкисты 510-го оотп уничтожили около 200 вражеских солдат и офицеров, 10 «фаустников», 8 пулеметных точек, 6 противотанковых ружей, 3 противотанковых орудия, 20 автомашин, сожгли и разрушили 80 домов, приспособленных под укрепленные огневые точки, и даже потопили орудийным огнем баржу с солдатами противника на р. Мертвая Висла. Бои в Данциге показали высокую эффективность огнеметных танков в боях в населенных пунктах, особенно в составе штурмовых групп. Характерно, что кроме отдельного огнеметно-танкового полка в состав 1-й штурмовой комсомольской инженерно-саперной бригады вошел также 36-й батальон ранцевых огнеметов. Тесное взаимодействие танковых и ранцевых огнеметов было новым шагом, порожденным опытом войны. Сочетание огнеметных танков, подавлявших и ослеплявших огневые точки противника, с портативными дымовыми средствами и ранцевыми огнеметами, действующими с малых дальностей, давало ощутимый эффект при бое в населенных пунктах и уменьшало потери. Всего за год боевых действий, с июня 1944 по май 1945 г. танкисты 510 оотп подбили и уничтожили 8 танков и штурмовых орудий противника, 208 ПТР и пулеметов, 132 тягача, БТР и автомашины, 195 различных повозок, 12 дотов, около 4 тыс. солдат и офицеров противника.
