PTRD-41 cùng người anh em song sinh PTRS-41 tham gia cuộc Chiến tranh Vệ quốc và giai đoạn đầu của Chiến tranh thế giới thứ hai trong tay Hồng quân Liên Xô, Ba Lan, Phần Lan,... sau đó do thiết giáp phát triển quá nhanh, giáp xe trở nên ngày càng dày làm súng trường chống tăng trở nên lỗi thời. Tuy nhiên, súng vẫn được sử dụng làm vũ khí chống tăng bổ trợ và hỗ trợ hỏa lực cho bộ binh, đôi khi là súng bắn tỉa cho đến khi kết thúc chiến tranh.

Mặc dù cơ cấu máy nạp bắn từng viên của súng dẫn tới tốc độ bắn chậm, đã có tới 160.000 khẩu được chế tạo trong giai đoạn 1941 - 1942. Thậm chí số lượng này còn nhiều hơn gấp gần 2,5 lần súng PTRS-41 bán tự động ưu việt hơn. Bởi vì súng có thiết kế đơn giản và giá rẻ hơn nhiều so với PTRS-41 trích khí xung bán tự động, dẫn tới dễ dàng sản xuất với số lượng lớn hơn nhiều, nhất là trong thời điểm cấp thiết.

Sau Thế chiến, súng bị súng phóng lựu chống tăng RPG-2 thay thế. Một số lượng lớn súng được viện trợ cho Quân đội Giải phóng Nhân dân Trung Quốc và Quân đội Nhân dân Triều Tiên, xuất hiện trong Nội chiến Trung Quốc và Chiến tranh Triều Tiên, khi hai đội quân này thiếu thốn vũ khí chống tăng bộ binh trầm trọng.