Lorsque les Alliés débarquent en Normandie le 6 juin 1944, c'est le baptême du feu pour le Firefly. Son succès est immédiat et les équipages sont ravis de disposer d'un char pouvant rivaliser, du moins en matière d'armement, avec le Tiger et le Panther. Les allemands reconnaissent bien vite le potentiel de ce Sherman "special", l'intérêt qu'ils portent aux premiers exemplaires capturés à Villers-Bocage en étant la preuve.

Toutefois, le long canon de 17 pounder manque cruellement de discrétion dans un peloton de Sherman si bien qu'un camouflage spécifique est rapidement adopté. Il consiste à ajouter un anneau blanc ou bleu ciel autour du tube au niveau de la longueur du tube de 75 habituel, et à peindre le dessous du canon jusqu'au frein de bouche avec la même couleur en dessinant une délimitation ondulée. Certains équipages iront même jusqu'à ajouter un frein de bouche factice sur l'anneau blanc de démarcation pour renforcer le camouflage. Le résultat peut certes aider à retarder l'identification du Firefly, mais le moyen le plus employé pour épargner ce précieux char est de le faire précéder dans les situations dangereuses par un Sherman standard, au grand dam de l'équipage de ce dernier.

Malgré ses qualités, le Firefly n'est pas sans défaut. Lors du tir, un flash puissant à la bouche du canon, accompagné d'un violent souffle qui soulève beaucoup de poussière, empêche le chef de char et le tireur de voir le résultat de leurs tirs, obligeant parfois un autre tankiste à observer un peu plus loin. La seule solution est de fermer les yeux sur le moment de mise à feu pour ne pas être ébloui... De même, les débuts du Firefly sont marqués par l'apparition fréquente d'un retour de flamme aveuglant à la culasse, qui gène considérablement l'équipage. Ce défaut est vite corrigé en retardant l'ouverture de la culasse après le tir.

D'autre part, le Firefly n'est pas plus blindé qu'un autre Sherman. Il reste donc très vulnérable aux tirs antichars ennemis. Sa capacité antichar exceptionnelle amène quelques commandants à le placer en pointe de leurs unités et les pertes sont alors élevées. Enfin, le chargeur est très occupé dans la tourelle. S'il peut maintenir une cadence de 6 ou 7 secondes par obus pour les 5 premiers, la moyenne tombe à 9 ou 10 secondes pour les obus situés sous le plancher ou sur les flancs. Il se doit d'être à la fois costaud car la munition pèse 16 kg, et de petite taille, car la place est très limitée dans la tourelle.

En juin 1945, 1461 Firefly sont encore en service en Europe, mais leur nombre va rapidement décliner. Les unités sont peu à peu dissoutes et les chars les plus anciens sont envoyés à la ferraille, les autres étant rapatriés en Grande-Bretagne ou remis à des armées étrangères. Par ailleurs, la faible présence de chars japonais dans le Pacifique ne nécessite pas l'envoi des Firefly.