К 1940 г. Panzerkampfwagen I уже совершенно не удовлетворял требованиям современной войны. Чтобы «продлить жизнь» работоспособных танков, берлинская фирма Alkett разработала несколько проектов самоходных орудий на базе PzKpfw.I. Наибольший интерес представляла противотанковая САУ с использованием трофейной чехословацкой пушкой PaK 36(t), которые достались Германии в результате оккупации Чехословакии. Недостатком этого, в целом удачного орудия, было отсутствие лафета, приспособленного к механической тяге, что накладывало значительные ограничения на его использование в германской армии. Однако в результате использования шасси устаревшего танка получилась довольно удачная САУ.

Боекомплект Panzerjäger I, как правило, состоял из 74 бронебойных и 10 осколочных снарядов. Всего было построено 202 подобных машины (из них 132 фирмой Alkett и 70 фирмой Skoda). Panzerjäger I участвовали во Французской кампании, Североафриканской кампании и операциях на территории СССР. Последние упоминания о боевом применении датируются 1943 г.

В период французской кампании Panzerjäger I были укомплектованы 521-й, 616-й, 643-й и 670-й противотанковые батальоны (всего 99 шт.). С первых дней кампании участие в боевых действиях принимал только 521-й ПТБ. Остальные вводились в бои постепенно, по мере окончания обучения. В боях с французскими танками Panzerjäger I показали посредственную эффективность: сказывалась недостаточная бронепробиваемость орудия.

В Североафриканской кампании принимал участие 605-й ПТБ, имевший на вооружении 27 Panzerjäger I. Он прибыл в Триполи 18-21 марта 1941 г. На доукомлектование высылалось еще 5 машин, однако ко 2 октября прибыло только 3 из них, остальные затонули в Средиземном море вместе с транспортом Castellon. В ходе британской операции «Крусейдер» батальон потерял 13 машин. С учетом потерь и пополнений, ко Второму сражению при Эль-Аламейне в батальоне осталось всего 11 машин.

Для участия в операции «Барбаросса» были сформированы 521-й, 529-й, 616-й, 643-й и 670-й ПТБ, на вооружении которых состояло 135 Panzerjäger I. Они были распределены следующим образом:

До 27 июля 1941 г. 529-й ПТБ потерял 4 Panzerjäger I. 23 ноября 1941 в докладах числилось 16 машин, включая 2 небоеспособных. Большая часть, по всей видимости, не пережила зиму 1941/42 гг., поскольку 521-й ПТБ докладывал лишь о 5 боеспособных машинах на 5 мая 1942 г. 529-й ПТБ на момент своего расформирования 30 июня 1942 г. имел на вооружении всего 2 машины. 616-й ПТБ стал исключением, поскольку докладывал о наличии Panzerjäger I во всех 3-х ротах осенью 1942 г.

К началу операции «Барбаросса» на вооружение поступили подкалиберные снаряды, которые резко повысили противотанковые свойства Panzerjäger I. Это позволило бороться с новейшими советскими танками Т-34 и КВ с дистанций в 500-600 м. Более старые образцы советской бронетехники уверенно поражались уже с 700 м даже калиберным бронебойным снарядом. Однако стоит отметить, что заброневое действие 47-мм подкалиберного снаряда было весьма слабым, и даже при условии пробивания брони сердечник зачастую раскалывался, терял кинетическую энергию и не наносил экипажу и оборудованию никакого урона. Среди недостатков Panzerjäger I, выявленных в условиях Восточного фронта, отмечались перегруженность и, как следствие, недостаточная надёжность ходовой части и трасмиссии. Двигатель оказался абсолютно неприспособленным к работе при низких температурах, а отсутствие в снабжении специальных зимних смазок лишь усугубляло ситуацию.