Die Weltwirtschaftskrise Ende der 20er Jahre überstanden alle Unternehmen, jedoch war keines für sich allein lebensfähig. Unter der Federführung der Sächsischen Staatsbank, die von Anfang an die Aktienmehrheit hielt, fusionierten am 29. Juni 1932 die "Audi-Werke" mit dem "Horch-Werken", "DKW" und die Automobilabteilung der "Wanderer-Werke" zur "Auto-Union AG" mit Sitz in Chemnitz. Somit konnte der neue Konzern alle Marktsegmente vom leichten Motorrad bis zur Luxuslimousine abdecken. 1933 wurde zur Berliner Automobilausstellung der erste Mittelklasse-PKW mit Frontantrieb von der Auto-Union AG präsentiert. Erstmals bediente man sich einer Art Baukastensystem und verwendete den 6-Zylinder-Motor von Wanderer als Antrieb.

Der trügerische Aufschwung in den folgenden Jahren führte unter anderem zu den faszinierensten Rennwagen ihrer Zeit.
Den wichtigsten Bekanntheitsschub erzielte die "Auto-Union" mit den Erfolgen einer Rennwagenkonstruktion, der die Pläne von Ferdinand Porsche zu grunde lagen. Der 16-Zylinder-Motor war hinter dem Fahrer angeordnet, was die aerodynamische Formgebung sehr begünstigte. Die Rennwagen sind noch heute legendär, und die Luxuslimousinen von "Horch" erwarben sich einen hervorragenden Ruf der den Namen "August Horch" bis heute unsterblich macht. 1936 hatte die Konzernspitze der "Auto-Union", die bis dahin das Unternehmen von Zschopau aus lenkte, den neuen Verwaltungsbau in Chemnitz bezogen. Im gleichen Jahr entstanden in Chemnitz zentrale Einrichtungen für den Gesamtkonzern (Konstruktion, Entwicklung und Versuch).

1937 erreichte der stromlinienverkleidete Auto-Union-Rennwagen mit 545 PS zum ersten Mal auf einer normalen Straße eine Geschwindigkeit von über 400 km/h.

Die Auto-Union Rennwagen waren Hightech-Produkte ihrer Zeit. Mit ihnen sind Höchstleistungen im Kraftfahrzeugbau erreicht worden, die sich vor allem auf Hochleistungsmotoren, aerodynamische Formgebung und konsequenten Leichtbau konzentrierten.

1938 führte die "Auto-Union AG" erste systematische Überschlag- und Crashversuche durch. Als Testwagen dienten verschiedene DKW-Modelle mit Blech-, Holz- und Kunstoffkarosserien. Mit diesen Tests sollte das unterschiedliche Verhalten der Materialien bei einem Überschlag untersucht werden.

In den Jahren 1939 bis 1945 folgte das dunkelste Kapitel der Auto-Union-Geschichte. Wie alle anderen deutschen Unternehmen auch, beschäftigte man sich mit der Produktion von Kriegsgütern. Man erhielt den Geschäftsbetrieb aufrecht.

Mit der Entwicklung und Produktion von Spezialfahrzeugen für militärische Zwecke wurde die "Auto-Union" bereits Mitte der 30er Jahre zu einem bedeutendem Fahrzeuglieferanten der Wehrmacht. Nach Kriegsausbruch lief die zivile Fertigung im Mai 1939 aus. Von da an wurde ausschließlich für Rüstungszwecke produziert.

Der 2te Weltkrieg hatte erheblichen Schaden angerichtet. Aufgrund der Befehle der Sowjetischen Militäradministration in Deutschland (SMAD) wurde die "Auto-Union AG" in Chemnitz durch die Besatzungsmacht 1945 demontiert.

Das Zwickauer Werk wird in späterer Zeit auf die Produktion der "Trabbis" umgebaut.

Die alte "Auto-Union" wurde als Folge der deutschen Teilung und der Währungsreform entschädigungslos enteignet. Am 17. August 1948 wurde die "Auto-Union AG" Chemnitz aus dem Handelsregister gelöscht.