Производство Pz.II Ausf.C было прекращено весной 1940 года, причём «под занавес» оно не превышало 7–9 штук в месяц. Однако недостаточное количество лёгких танков 35(t) и 38(t) и средних Pz. III и Pz. IV в танковых дивизиях Вермахта послужило причиной принятия 27 ноября 1939 года решения о выпуске модифицированной серии танков Pz.II Ausf.F.
Танки этой серии получили корпус новой конструкции, имевший вертикальную лобовую плиту во всю его ширину. В правой её части устанавливался макет смотрового прибора водителя, в то время как настоящий прибор был слева. Новой формы крышки смотровых окон в маске пушки усилили бронезащиту танка. На некоторых машинах устанавливалась 20-мм пушка KwK 38.
Первоначально производство Ausf.F было очень медленным. В июне 1940 года удалось выпустить только три танка, в июле – два, в августе-декабре – четыре! Производство набрало темп только в 1941 году, когда годовой выпуск составил 233 танка этой марки. В следующем году заводские цеха покинул ещё 291 Pz.IIF. Танки этой версии выпускались заводом FAMO в Бреслау (Вроцлав), «Объединёнными машиностроительными заводами» в оккупированной Варшаве, заводами MAN и «Даймлер-Бенц».
Первую проверку боем, по свидетельству некоторых западных источников, Pz.II (скорее всего несколько машин модификации b) прошли в Испании. В составе легиона «Кондор» эти танки принимали участие в боях над Эбро и в Каталонии в 1939 году.
Годом раньше, в марте 1938 года, Pz.II принимали участие в операции по присоединению Австрии к Рейху, так называемом аншлюсе. Боевых столкновений в ходе этой операции не было, но как и в случае с Pz.I, во время марша до Вены до 30 % «двоек» вышло из строя по техническим причинам, главным образом из-за низкой надёжности ходовой части.
Pz.II Ausf.C во Франции. Май 1940 года.
Бескровно прошло и присоединение к Германии Судетской области Чехословакии в октябре 1938 года – результат Мюнхенского сговора. Потерь в материальной части было уже значительно меньше, так как к местам сосредоточения танки Pz.I и Pz.II доставлялись на грузовиках, что позволило сохранить мизерный ресурс ходовой части. Кстати, следует отметить, что для перевозки танков Pz.II использовался грузовой автомобиль Faun L900 D567 (6x4) и двухосный прицеп Sd.Anh.115.
За Судетской областью последовала оккупация Чехии и Моравии. 15 марта 1939 года первыми вступили в Прагу Pz.II из состава 2-й танковой дивизии Вермахта.
Накануне польской кампании Pz.II, наряду с Pz.I составляли большинство боевых машин Панцерваффе. 1 сентября 1939 года немецкие войска располагали 1223 танками этого типа. В каждую роту лёгких танков входил один взвод (5 единиц) Pz.II. Всего же в танковом полку имелось 69 танков, а в батальоне – 33. Только в строю 1-й танковой дивизии, лучше других укомплектованной танками Pz.III и Pz.IV, находилось 39 Pz.II. В дивизиях двухполкового состава (2-й, 4-й и 5-й) имелось до 140, а однополковых – 70–85 танков Pz.II. 3-я танковая дивизия, в состав которой был включён учебный батальон (Panzer Lehr Abteilung), располагала 175 танками Pz.II. Меньше всего «двоек» находилось в составе лёгких дивизий. Машины модификаций D и Е состояли на вооружении 67-го танкового батальона 3-й лёгкой дивизии и 33-го танкового батальона 4-й лёгкой дивизии.
Pz.II Ausf.F 23-й танковой дивизии, привлечённый к охране аэродрома. Январь 1942 года.
Танки Pz.II 5-й и 11-й танковых дивизий принимали участие в боевых действиях в Югославии и Греции. Два танка морем были доставлены на о. Крит, где огнём и манёвром они поддерживали высадившихся на этот греческий остров немецких горных стрелков и парашютистов.
В марте 1941 года в 5-м танковом полку 5-й лёгкой дивизии Германского африканского корпуса, высадившейся в Триполи, имелось 45 Pz.II, главным образом модели С. После прибытия 15-й танковой дивизии к ноябрю 1941 года число «двоек» на Африканском континенте достигло 70 единиц. В начале 1942 года прибыла ещё одна партия Pz.II Ausf. F(Tp) – в тропическом исполнении. Доставку в Африку танков Pz.II можно объяснить, пожалуй, только их малой массой и габаритами по сравнению со средними танками, позволявшими перебросить морем большее их количество. Немцы не могли не отдавать себе отчёта, что против большинства танков 8-й английской армии «двойки» были бессильны, и лишь их высокая скорость помогала им выйти из-под обстрела. Впрочем, несмотря ни на что, Pz.II Ausf.F использовались в африканской пустыне вплоть до 1943 года.