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PzKW II et PzKW III du Panzer-Regiment 5 de la 5e division légère passant sous l'Arco dei Fileni le (on peut noter que le panzer au premier plan possède encore l'emblème de la 3e Panzerdivision).
Pour secourir l'armée italienne en déroute en Libye, le , Adolf Hitler ordonne à la Wehrmacht d'envoyer un « Speerverband » (littéralement : « détachement de blocage ») formé à partir des unités issues de la 3e Panzerdivision.
Le , Hitler décide d'envoyer une deuxième division et le lendemain, il charge Erwin Rommel de prendre le commandement de ces deux unités, ainsi que des troupes mécanisées italiennes. Rommel arrive à Tripoli, le , suivi deux jours plus tard par l'avant-garde de la 5. Leichte Division, à savoir l'Aufklärung abteilung 3 et le Panzerjäger abteilung (mot.) 605. Ces faibles forces montent quelques coups de main, pour impressionner les Britanniques, qui de tout façon, ont ordre de suspendre leur avance.
Le , c'est le Panzer regiment 5 qui débarque avec 150 chars dont 80 PzKW III et PzKW IV.
Le , Rommel déclenche une contre-attaque en coupant à travers le désert et repousse les Britanniques jusqu'à la frontière égyptienne, encerclant la garnison australienne de Tobrouk, le . Cependant, les assauts contre le port échouent face à la détermination de la 9th Australian division qui parvient même à anéantir un des deux bataillons de mitrailleurs de la 5. Leichte Division, le Maschinengewehr Btl. 8, lors d'une contre-attaque, le . La situation est alors bloquée et Rommel doit attendre des renforts et une amélioration de son ravitaillement pour reprendre son avance vers l'Égypte. En juin 1941, elle participe à la lutte contre l'opération alliée Battleaxe.
Après l'arrivée de la 15e Panzerdivision sur le théâtre africain, le , la 5e division légère est restructurée et prend le nom de 21e Panzerdivision.