Wietersheim va ser nomenat comandant d'un regiment de rifles de la 1a Divisió Panzer el 20 de juliol de 1941, amb el qual va participar en la invasió de la Unió Soviètica, l'Operació Barbarossa. La 1a Divisió Panzer estava subordinada al Grup Panzer 4 sota el comandament del general Erich Hoepner que operava al sector nord del Front Oriental. A finals de 1944, Wietersheim estava al sud de França, comandant l'11a Divisió Panzer mentre s'enfrontava als desembarcaments amfibis aliats prop de Toulon i Niça.
- No. Wietersheim es va rendir a la 90a Divisió d'Infanteria dels Estats Units el maig de 1945, a Txecoslovàquia prop de la frontera amb Baviera.