T-28中型坦克装备部队后参加了苏芬战争,初期在战场上的表现并不理想,苏军在战争开始时有两个T-28坦克旅(第10和第20重型装甲旅),主要用作支援步兵进攻,但在芬兰军的反坦克炮火攻击下,两个旅的T-28坦克都损失惨重,后期T-28将装甲增加至80mm,其余部分都增加至40mm, 加强了坦克的装甲防护,T-28在1940年突破芬兰军的曼纳海姆防线的进攻中起了重要作用。
T-35重型坦克则装备了苏军第5 独立重型坦克旅(后备部队),在战场上主要是用于支援该旅的T-28坦克作战用(有资料说T-35重型坦克也参加了苏芬战争)。
苏联卫国战争开始,T-28和T-35都投入了战斗,战损极大,到战争中期,已极少见到这些坦克的身影(到1944年还有少量T-28坦克)。T-35甚至在莫斯科保卫战中埋在工事中作固定炮台用,其余则编入苏联第8机械化军第34 坦克师的第67、68坦克团,后全部损失在乌克兰附近的的夏季战役中,其中很多是因机械故障而放弃,被德军完整缴获。