Независимо от способа, времени и глубины ввода в сражение танковые армии играли главную роль в развитии тактического прорыва в оперативный. Обладая большой ударной силой и высокой подвижностью, они наносили массированный танковый удар, быстро переносили боевые действия в оперативную глубину, придавали им маневренный характер, вели преследование противника в высоких темпах. Решительно действуя на внешнем или внутреннем фронте окружения, танковые армии способствовали успешному проведению операций на окружение крупных вражеских группировок. Им принадлежала ведущая роль в разгроме подходящих резервов противника и отражении его контрударов, что чаще всего достигалось путем встречных сражений и боев (3-я гвардейская танковая армия в Киевской, 4-я танковая армия в Висло-Одерской, 5-я гвардейская танковая армия в Восточно-Прусской операциях и др.).
Наступая в значительном отрыве от остальных сил фронта, танковые армии при поддержке авиации чаще всего своими передовыми отрядами с ходу форсировали речные преграды, преодолевали промежуточные оборонительные рубежи в глубине, упорно удерживали захваченные плацдармы, рубежи и объекты до подхода общевойсковых соединений.
Танковые армии овладевали также крупными административными центрами (2-я танковая армия городом Люблин, 3-я гвардейская и 4-я танковые армии Львовом и др.), вели наступление в горах (Маньчжурская операция), днем и ночью, в различное время года: летом — 32%, весной — 29%, зимой — 27%, осенью — 12% от проведенных операций.
Цели и задачи танковых армий в наступательных операциях, как уже отмечалось, определялись командующим войсками фронта, а в ряде случаев и Ставкой Верховного Главнокомандования. Они были самыми разнообразными и зависели от многих факторов, чаще всего выступавших в совокупности.
Важнейшей целью операции танковой армии было стремительное развитие успеха войск первого оперативного эшелона до достижения конечной цели фронтовой операции, окружение во взаимодействии с общевойсковыми армиями или отсечение крупных группировок противника. В операциях на окружение танковые армии использовались главным образом для создания внешнего фронта окружения. 5-я гвардейская танковая армия в Восточно-Прусской операции, например, отсекала группу армий «Центр» от группы армий «А»; в Корсунь-Шевченковской операции 6-я и 5-я гвардейская танковые армии окружали корсунь-шевченковскую группировку противника, а затем образовывали внешний фронт окружения, где отражали сильные контрудары противника.
В ряде случаев целями наступательной операции танковой армии являлись прорыв вражеской обороны и овладение важными рубежами или объектами в оперативной глубине (Орловская, Будапештская, Дебреценская операции), рассечение группировок противника и разгром их по частям (1-я и 2-я гвардейские танковые армии в Восточно-Померанской операции), захват и удержание плацдармов на крупных водных преградах до подхода главных сил фронта (3-я гвардейская танковая армия в сентябре 1943 г.).
Поставленных целей танковые армии достигали путем последовательного решения ряда задач. Как правило, их боевые действия планировались на всю глубину фронтовой операции. При этом задачи либо разделялись на ближайшую и дальнейшую (1-й и 4-й танковым армиям при первоначальном планировании Львовско-Сандомирской операции, 1-й и 2-й гвардейским танковым армиям в Висло-Одерской операции), либо указывались по дням на 2–4 суток наступления (2-й танковой армии в Орловской операции, 3-й гвардейской танковой армии в Киевской операции, 2-й гвардейской танковой армии в Люблинско-Брестской операции). Иногда задачи определялись на 6–8 суток (3-й гвардейской танковой армии в Проскуровско-Черновицкой операции).
Ближайшая задача (или же задача первых дней операции) состояла в разгроме противостоящего противника и его подходивших резервов, овладении важными рубежами на глубине 50–150 км.
Дальнейшая задача (иногда указывалось направление дальнейшего наступления — Львовско-Сандомирская, Висло-Одерская и другие операции) заключалась в быстром развитии наступления, преследовании противника, разгроме его глубоких резервов и овладении важными рубежами, плацдармами и объектами. По глубине она часто совпадала с глубиной фронтовой операции (2-я гвардейская танковая армия в Люблинско-Брестской, 6-я танковая армия в Ясско-Кишиневской операциях).