Десять тридцатьчетверок с ЗИС-4 поступили на вооружение 21-й танковой бригады, формирование которой шло во Владимире. Вместе с 19 обычными Т-34 они вошли в состав батальона тяжелых и средних танков танкового полка бригады. Но служба этих машин оказалась достаточно короткой - сразу же после формирования ее бросили под Калинин, где шли ожесточенные бои с немецкими войсками, пытавшимися прорваться к Москве. В документах штаба 21-й танковой бригады о боях на этом направлении говорилось следующее:

«21-я танковая бригада сформирована 10 октября 1941 года в г. Владимире, имея в своем составе танковый полк - 29 Т-34, 32 БТ, Т-60 и др. 14 октября бригада выгрузилась в районе Демидово в готовности действовать на Калининском и Московском шоссе.

15-17 октября бригада вошла в подчинение Западного фронта, в 16-ю, а затем в 30-ю армии.

К исходу 15 октября бригада получила приказ штарм 16 наступать на Калинин по маршруту Тургиново, Пушкино, Трояново с целью - ударом во фланг способствовать 16-й армии в уничтожении калининской группировке противника. Особенно большой урон нанес немцам танковый полк, который глубоким рейдом достиг г. Калинин. В этих боях прославился экипаж сержанта Горобец (воевал на Т-34-76. — Прим. автора), который своим танком ворвался в центр города и, расстреливая в упор колонны немецких войск, прошел через весь город, дважды перерезав кольцо противника и пройдя по Ленинградскому шоссе, вышел

В районе Решетниково в расположение наших войск.

Танк под командованием старшего политрука Гныря из района Турги - ново вышел на Волоколамское шоссе в момент, когда там двигалась большая колонна автомашин противника. На протяжении 2-3 км танк Гныри утюжил колонну, а затем ворвался на аэродром под г. Калинин, где находилось до 50 самолетов. Один бомбардировщик был протаранен, второй уничтожен огнем из пушки. Затем, огнем поднявшихся самолетов, танк Гныри был подбит, но сам он и сержант Ищенко сумели с боем выйти к своим.

За 4 дня бригада уничтожила 3 штаба, до 1000 солдат, 34 танка, 210 автомашин, 25 противотанковых, 6 термитных орудий...

В ходе боев разведка работала плохо, взаимодействия с другими частями не было. Все это привело к большим потерям - 90 убитых, 154 раненых - за три дня. В бою погиб командир танкового полка Герой Советского Союза майор Лукин и командир 1-го батальона Герой Советского Союза капитан Агибалов.

В матчасти потеряно: Т-34 - 21, БТ - 7, Т-60 - 1, 57-мм ПТО на тягаче «Комсомолец» - 1.

С тех пор, имея в своем составе 810 танков, бригада все время находится в боях, имея периодически 1-2 дня на приведение себя в порядок».