Służba Nowe czołgi zaczęły trafiać do jednostek pancernych w połowie 1944. Początkowo otrzymywały je jednostki gwardyjskie. W miarę rozwoju produkcji, następowała stopniowa wymiana sprzętu w innych oddziałach wyposażonych dotychczas w wozy T-34-76. Do końca wojny nie została ona jednak zakończona. Pełna wymiana, w Armii Radzieckiej, nastąpiła dopiero w połowie lat 50.
W 1945 T-34-85 zaczęły wypierać poprzedni model tego czołgu także z jednostek polskich, czechosłowackich i innych. W krajach tych stał się on podstawowym typem czołgu. Po wojnie był eksportowany do wielu krajów świata. Brał udział w wielu konfliktach zbrojnych, np. wojnie koreańskiej, wietnamskiej, wojnach na Bliskim Wschodzie. W Europie po raz ostatni T-34-85 zostały użyte w walce w czasie wojny w Bośni w latach 1992–1995. W uzbrojeniu niektórych krajów (np. Jemenu) znajdują się do dziś. W nieoczekiwany sposób T-34-85 został wykorzystany w Budapeszcie 23 października 2006 roku. Trwający ponad miesiąc kryzys wokół gabinetu Ferenca Gyurcsánya zaowocował ulicznymi zamieszkami podczas obchodów 50. rocznicy powstania węgierskiego w 1956 roku.