直到20世纪，武器性能早已得到了极大的提升，但掷弹兵的建制一直传承了下来，还跟机械化作战兵器结合在了一起 。其中，知名度最高的就是二战的德意志装甲掷弹兵师（1943年后还加了个“大”字，叫“大德意志装甲掷弹兵师”） 。二战中，德军为了激励士气，将许多部队改编为掷弹兵师（毕竟，直接叫”步兵“显得老土，而且给人一种无所谓的“炮灰”的感觉） 。
不过，国防军中的“大德意志装甲掷弹兵师”，的确称得上是精锐之师，由魏玛共和国时代的柏林卫戍团扩编而成，战绩相当不错，与党卫军的“帝国师”平列为德军中获得荣誉最多的师级部队 。要讲“掷弹兵”跟步兵什么个区别，照实说，几乎就是步兵改了个名字；而所谓的“装甲掷弹兵”，那就是机械化步兵，搭乘装甲战车作战，跟“掷弹”没什么特别的关联 。
1942年初，德国兵败莫斯科城下，德军第一次产生了“挫败感” 。此时，古典主义情节严重的小胡子，为了鼓舞陆军士气，鼓励国防军与党卫军的继续合作，同时表彰波兰和法国战役中步兵的英勇战绩，特别下令，将“大德意志团”中的步兵师，改编成“大德意志装甲掷弹兵师” 。既然是装甲掷弹兵，那就得像电影中“演的”或者照片“摆拍”的那样，穿着笔挺的制服夹克，威风凛凛立在一系列的老虎（ 虎式 虎王、猎虎），熊，象，豹，黄鼠狼（步兵战车）上才对 。
而实际情况是，这里不开玩笑，除了这些动物名的装甲武器，大量“装甲掷弹兵”炫酷的“装甲战车”总是伴随着大量货真价实的动物，比如骡子、马，还有驴.....这种现象，越到战争后期，越明显 。给装甲掷弹兵补给的往往是畜力车 。比如电影《兄弟连》最后一集，美军接受大批德军投降，美国大兵穿的不讲究，但都是坐机动车，德军士兵穿的挺讲究，却赶着畜力车 。
造成此种情况，跟德国的战争潜力，尤其是资源和补给有很大关系 。整个战争中，除了德军的半履带装甲运兵车产量一直都不能满足军队的需求，油料的运输补给都是问题（资源、生产能力、过长的战线和游击队的破坏等等），大部分的掷弹兵还是依靠卡车进行机动作战的，不是特别着急的就火车运送 。这种情况，在东线更为明显，到了聚集地下车，再靠11路，或者畜力车继续前进 。
所以，二战中，德军的"掷弹兵" 大部分只是用11路慢慢走的 "步兵" 的同义词罢了 。此时，只有掷弹兵中的“精锐部队”～装甲掷弹兵，才能做到机械化战斗，不过，还是畜力车补给 。只要有德军的地方，总是会隐约见到畜力车的身影 。装甲掷弹兵明显比普通“掷弹兵”占据了非常大的机动和火力上优势 。装甲掷弹兵是乘坐半履带装甲车上进行机动作战的，这意味着他们拥有更强的机动能力和防护能力 。
此外由于装甲掷弹兵班比步兵班多一到两挺机枪，在火力上也要强于普通步兵 。然而，到了战争的中后期，德国缺车、缺油、缺驾驶员，部分装甲掷弹兵很多时候，也沦落的坐火车或者畜力车了 。另外，除了国防军外，党卫军也很流行搞掷弹兵师 。最著名的有，柏林战役中，议会大厦保卫战的主角——武装党卫军“诺德兰”第11装甲掷弹兵师，主要由来自北欧和少量法国、荷兰的志愿者组织 。
打起仗来，比德国人还要玩命，让红军付出了惨重的伤亡代价 。不过，党卫军中的掷弹兵师也有混饭吃的“废柴部队” 。比如，主要由乌克兰人组成的加里西亚武装掷弹兵师，初登战场就险遭灭亡，最后还临阵倒戈 。就这么着，竟受到了当今乌克兰青年的顶礼膜拜 。下图，2012年，乌克兰，成百名当地新纳粹成员上街游行，纪念二战中纳粹党卫军的乌克兰师成立69周年 。
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