En maio de 1941, o Grupo Panzer 1 foi unido ao Grupo de Exércitos Sur do mariscal de campo Gerd von Rundstedt ao comezo da Operación Barbarroja. Ao comezo da Operación Barbarroja en xuño de 1941, o Grupo Panzer 1 incluía os III, XIV e XLVIII Corpos de Exército (motorizados) con cinco divisións panzer e catro divisións motorizadas (dous deles SS) equipados con 799 tanques. O Grupo Panzer 1 serviu no sector sur da Fronte Oriental contra o Exército Vermello e participou na Batalla de Brody.
que involucrou ata 3.000 tanques do Exército Vermello. As unidades do Grupo cerraron o cerco ao redor dos exércitos soviéticos preto de Uman e preto de Kiev. Despois da caída de Kiev, o Grupo Panzer 1 foi ampliado para converterse no 1o Exército Panzer (o 6 de outubro de 1941) con Kleist aínda ao mando. O exército capturou Rostov, pero foi forzado a retirarse oito días despois.