A Batalla de Francia, a invasión alemá de Francia e os Países Baixos, comezou o 10 de maio de 1940. O 18 de maio de 1940, participou nun combate aéreo con oito avións de combate Curtiss P-36 Hawk franceses e foi derribado ao oeste de Rethel. O seu vencedor pode ser o "subtenente" Camille Plubeau. Wilcke resistiu e foi feito prisioneiro de guerra. Tras o armisticio con Francia
, el e Mölders, que tamén fora prisioneiro de guerra, regresaron á unidade o 30 de xuño de 1940. Wilcke foi ascendido a "Hauptmann" ao día seguinte e de novo tomou o mando do 7. "Staffel". O 11 de xullo de 1940, foi condecorado coa Cruz de Ferro de 1a Clase.