Впервые в боевой обстановке Т-38 были применены в ходе польской кампании 1939 года. Сопротивление продвижению РККА со стороны разрозненных польских подразделений было довольно слабым, и потерь танки этого типа не имели. В значительно бо́льших масштабах плавающие танки применялись в советско-финской войне, причём кроме Т-38 в составе стрелковых дивизий использовались ещё 8 специально созданных батальонов плавающих танков. Т-37А и Т-38 применялись для решения различных задач — охраны колонн, штабов, аэродромов, патрулирования, разведки, непосредственной поддержки пехоты. В начальный период войны, до замерзания водоёмов, были небезуспешные случаи использования плавающих танков для форсирования водных преград. По итогам боевого применения мнение военных о Т-37А и Т-38 было двояким. С одной стороны, отмечалась слабая проходимость танка, особенно по глубокому снегу, маломощность и слабое вооружение машины, тонкая броня, делавшая танки беззащитными от огня не только артиллерии, но и противотанковых ружей.
Одновременно, при отсутствии у противника серьёзных противотанковых средств и на благоприятной местности лёгкие танки действовали достаточно эффективно, «цементируя» боевые порядки пехотных подразделений.
Точное количество потерянных по итогам Финской войны Т-38 неизвестно, к 1 марта в безвозвратные потери было списано 94 танка Т-37А и Т-38.
Основными причинами потерь являлись подрывы на минах (танк не держал взрывы даже противопехотных мин), а также огонь противотанковых средств противника.
На Карельском фронте Т-38 в 1941 году действовали в составе нештатных бронеотрядов, насчитывавших на декабрь 1941 года 31 единицу Т-37А и Т-38. В связи с позиционным характером боевых действий на фронте в 1942—1943 годах танки этого типа активных действий не вели, применяясь для охраны важных объектов и учебных целей.
В 1944 году было решено использовать исправные машины Карельского и Ленинградского фронтов в операции по захвату плацдарма на реке Свирь. Операция была хорошо подготовлена, совместно с 92-м танковым полком, имевшим 40 танков Т-37А и Т-38, действовал 275-й отдельный моторизованный батальон особого назначения, имевший 100 автомобилей-амфибий Ford GPA, полученных по ленд-лизу и использовавшихся для переброски пехоты. Утром 21 июля 1944 года, не дожидаясь конца мощной артподготовки, продолжавшейся 3 часа 20 минут, танки и автомобили вошли в воду и, ведя огонь с ходу, устремились на противоположный берег.
К моменту выхода машин на вражескую сторону артподготовка была завершена, но на берег вышли три тяжёлых самоходно-артиллерийских полка (63 САУ ИСУ-152), которые открыли огонь прямой наводкой по активизирующимся огневым точкам противника. Танки в сопровождении сапёров и автоматчиков с автомобилей успешно преодолели три линии траншей и проволочные заграждения, затем завязав бой в глубине обороны противника. Отличная организация операции привела к её быстрому успеху при минимальных потерях — был захвачен плацдарм шириной по фронту в 4 км, при этом было потеряно лишь 5 танков. Данный эпизод стал последним известным случаем боевого применения советских плавающих танков.
[свернуть]