Wietersheim nimitettiin 20. heinäkuuta 1941 1. panssaridivisioonan kiväärirykmentin komentajaksi, jonka kanssa hän osallistui Neuvostoliiton hyökkäykseen, operaatio Barbarossaan. 1. panssaridiviisi oli panssariryhmän 4 alaisuudessa kenraali Erich Hoepnerin johdolla, joka toimi itärintaman pohjoisosassa. Vuoden 1944 lopulla Wietersheim oli Etelä-Ranskassa komennossaan 11. panssari-divisioonaa, kun se kohtasi liittoutuneiden amfibioita.
laskeutumiset Toulonin ja Nizzan lähellä. Wietersheim antautui Yhdysvaltain 90. jalkaväkidivisioonalle toukokuussa 1945 Tšekkoslovakiassa lähellä Baijerin rajaa.