További átszervezést követően, amely két harckocsi zászlóaljra és három motoros gyalogsági ezredre növelte erejét, a hadosztályt a nyugati frontra küldték.
1940 május 10-én kezdődő holland csatában. A 18. hadsereg része, amely 5 nap alatt legyőzte Hollandiát, a 9. páncélos hadosztály lényeges szerepet játszott a német stratégia során. A hadosztály volt az egyetlen német gépesített erő, amelyet a 18. hadseregnek osztottak ki, és elsősorban a Rotterdam és Hágó közelében leszállt légi erőkhez kötöttek. Május 12-én a hadosztályt Hollandia déli részén indították, hogy kihasználják a német gyalogos hadosztályok áttörését, gyorsan haladva a Moerdijk-hidakhoz, amelyeket Student ejtőernyősök elfoglaltak. Ezt megelőzően Breda közelében a hadosztály feloszlott, és egy zászlóaljat küldött északra a Moerdijk hídon, hogy megpróbálja bejutni a holland nemzeti redutba, Holland erődbe. Május 13-án azonban a hadjárat első tényleges harca során a zászlóalj jelentős veszteségeket szenvedett el a Dordrecht központja elleni sikertelen támadásban. Május 14-én a zászlóalj készen állt, hogy megtámadja Rotterdamot, de a hollandok ugyanazon a napon megadták magukat a Luftwaffe által a város civil központjának szőnyegbombázása után.