PzKpfw I Ausf A在1934年的训练中
I号坦克是作为装甲师的轻型训练坦克并没有打算运用于实战，但实际上它一直被用于一些小规模战斗直到1942年。在1942年初，I号坦克退出一线部队，转入警察部队和反游击部队。没有炮塔的I号坦克被用于NSKK部队的训练，I号坦克的炮塔用于了大西洋防线等的防御工事。I号坦克为德国设计人员提供了大量的经验以设计以后的更具威力的各型坦克。尽管I号坦克不是一个有效的战斗坦克，但它是一种优秀的训练坦克，到战争结束时大量的装甲兵都是通过它训练的，不少装甲兵都是驾驶它第一次参加战斗。
由于该型坦克的多种缺点，它很快在战争中被淘汰。大多被用去训练和改装成其他车型。较为成功的改装车型是一种I式指挥车。曾经有约200辆I号坦克被装上一门47mm反坦克炮，成为型自行反坦克炮。还有机少数的被装上了一们150mm的大口径榴弹炮。剩下的不是被改装成装甲指挥车就随机当弹药搬运车使用。事实证明，用I号坦克改装成的车辆大部分都不是很成功。
由Krupp用Panzer I Ausf B（仅有6辆Ausf A）改装了一种轻型指挥坦克。从1935年到1937年，共生产了190辆。基于Ausf B有两种型号。在1939年的波兰战役后，一些被改装为战场救护车（Sd.Kfz.265)，它们在1940年的法国战役中服役。这种指挥坦克一直服役到1941/42年，之后被其他的指挥坦克取代，少量出口到匈牙利。
I号坦克还有一种装备150mm slG 33 L/11.4重型火炮的变形车（Sturmpanzer I Bison），采用Ausf B的底盘。乘员仅由前部一个大的护盾保护，上方和后面都没有装甲。仅在1940年2月由Alkett改装了38辆，参加过法国、巴尔干和苏联战场的战斗。这是当时第一种自行火炮。
I号还有改装为装备47mm火炮的变形车（Panzerjager I），乘员三人，基于Ausf B底盘，仅有一个前护盾。从1940年3月到1941年2月，改装了202辆。有两种版本，由护盾的块数区别，Skoda生产的有7块护盾，而由Alkett生产的只有五块。少量是装备的37mm炮。事实证明这种变形车效果差，由于火力不行很快被淘汰。曾在法国、北非和苏联服役。它是当时第一种自行反坦克火炮。