1941 m. operacijos "Barbarossa" metu Heinrici tarnavo 4-oje armijoje, vadovaujamoje Günther von Kluge, kaip XXXXIII armijos korpuso vadas per Białystok<unk>Minsk mūšį, Kijevo mūšį ir Maskvos mūšį. 1941 m. jis gavo Geležinio kryžiaus riterio kryžių. 1942 m. sausio pabaigoje Heinrici buvo paskirtas vadovauti 4-ojiems armijoms. 1943 m. lapkričio 24 d. jis buvo apdovanotas ąžuolo lapai į savo riterio kryžių už savo vadovavimą per Oršos mūšį.
, per kurią 4-oji armija, užimdama gynybines pozicijas netoli Oršos regiono Baltarusijoje, laikinai sustabdė generolo Vasilio Sokolovskio vadovaujamo Vakarų fronto pažangą. Ketvirtosios armijos pasitraukimo metu ji patyrė didelių nuostolių artėjančiai Raudonai armijai. Šios sėkmės labai prisidėjo prie Heinrici reputacijos kaip gynybos specialisto. Vėliau 1943 metais jis atsisakė paklusti įsakymui prieš vokiečių armijos atsitraukimą sudeginti Smolensko miestą ir buvo laikinai atleisti iš komandanto pareigų.