23 июня по своей инициативе командование дивизии сформировало танковую группу, в которую вошел 1-й батальон 64-го танкового полка на машинах КВ-1. Группа, которую возглавил подполковник Голяс, предназначалась для действий совместно с 3-й кавдивизией в районе Пархача. Однако пройдя в течение дня почти 130 километров, группа, задача которой изменялась дважды, так и не встретила противника.
Всего за первые четыре дня войны части дивизии прошли 350 километров (а батальон КВ 64-го полка около 400 километров), при этом «не имея нормального отдыха для экипажей и восстановления матчасти».
Первое боевое соприкосновение с немецкими частями произошло 25 июня 1941 года, когда 32-я танковая дивизия в 18.20 атаковала противника севернее Яворува. Атака предпринималась для «улучшения тяжелого положения 6 ск, ведущего тяжелые бои в районе Яворув», причем велась без поддержки артиллерии и пехоты в весьма неблагоприятных условиях (сильно заболоченная местность). В результате, боевые машины 64-го танкового полка завязли в болоте, а 63-й танковый полк, потеряв 15 машин, вынужден был отойти на исходные позиции.
Сразу же после выхода из боя без передышки 32-ю дивизию перебрасывают в сторону Львова, в район Судовой Вишни, при этом она совершает 85-километровый форсированный марш.
Впоследствии дивизия вела боевые действия на львовском направлении, прикрывая отход 6-го стрелкового корпуса. Сохранились некоторые документы об этих боях, в которых говориться и о действии экипажей тяжелых танков. Так, механик-водитель КВ 1-го батальона 64-го танкового полка старший сержант Д.М. Прядко в ходе боя 28 июня 1941 года, встретив сильную противотанковую оборону противника, свернул на опушку леса и «пошел давить орудия и все, что попадало под его гусеницы». В ходе боя Прядко уничтожил семь противотанковых и две 75-мм пушки, три легковых машины, 25–30 мотоциклов и легкий танк (возможно речь идет о танкетке-тягаче «Рено UE». Несмотря на то, что огнем артиллерии противника был поврежден радиатор правого борта, танк пробыл в бою 2,5 часа и своим ходом вернулся на исходные позиции.
Во время боя у села Зимна Вода в районе Львова танк КВ-1 64-го танкового полка 32-й танковой дивизии, механиком которого был старший сержант И.И. Терешпольский, уничтожил шесть противотанковых орудий и 10 мотоциклов. Машина попала под обстрел противника, и уходя из-под него попыталась проскочить через деревянный мост, который рухнул под тяжестью машины.
В результате, КВ встал почти вертикально. Под огнем немцев Терешпольский вытащил из машины двух раненых и одного убитого, и впоследствии с остатками экипажа вышел в расположение своей части.
С 30 июня 1941 года части 32-й танковой дивизии, оставив Львов, отходили с боями на Золочев и Збараж, и к 5 июля 1941 года сосредоточилась в районе Красилов. Впоследствии остатки дивизии участвовали в боях под Староконстантиновым. 13 июля оставшаяся матчасть была передана 8-й танковой дивизии, и танкисты 32-й убыли в тыл для получения новой техники.
О действиях танков КВ командир 32-й дивизии полковник Пушкин своем отчете о боевых действиях писал следующее:
«…Эксплуатация материальной части во время боевых действий проходила ненормально:
а). отсутствовали ремонтные эвакуационные средства для танков КВ. наличие тракторов „Ворошиловец“ не обеспечивало эвакуацию, трактора для буксировки КВ, выходили из строя от перегрузки. Очень часто происходила буксировка танка танком, и через 10–15 клм буксирующий танк тоже выходил из строя (отказывалось сцепление, не включались скорости, портились бортовые фрикционы). Танк КВ, исходя из этого опыта, можно буксировать трактором „Ворошиловец“ только по дорогам. На пашне, на торфянике или болотистой местности танк КВ можно буксировать только в 2 трактора.
б). за время боевых действий дивизия только один раз имела указание от штаба 6 Армии об эвакуации матчасти на СПАМ во Львов…
в). отсутствовали зап. части.
г). не хватало времени на тех. осмотр и производство текущих ремонтов мат. части.