总体上看，小飞象的车体防护优于德国的黑豹、虎式，以及苏联的T-34系列。炮塔部分防护优于著名的虎王坦克。德国陆军中只有猎虎坦克歼击车的128毫米主炮才能在正常交战距离上击穿M4A3E2的炮塔。而黑豹以及虎式坦克则在正常情况下也无法威胁到M4A3E2的车体正面，在使用普通被帽穿甲弹时，无论是黑豹、虎还是虎王，即使0距离，也无法击穿M4A3E2的正面，德军只能使用装备量稀少的硬质合金穿甲弹，才能在近距离解决小飞象。战场上损失的M4A3E2，大多数是侧面被击中，或者是正面主动轮附近被击中，传动装置遭到破坏。
拥有厚实装甲的M4A3E2“小飞象”第一次亮相是1944年6月在进攻法国城市圣洛的行动中。在德国境内的一次坦克战中，一辆来自743坦克营的M4A3E2在因触雷而失去动力后，被8枚88mm炮弹击中除了一发穿过侧舷外，其余均未穿透。
