Wietersheim määrati 20. juulil 1941 1. Panzerdivisjoni püssirügemendi komandöriks, kellega ta osales Nõukogude Liidu sissetungil, operatsioonis Barbarossa. 1. Panzerdivisjon oli allutatud 4. Panzergrupile, mille juhtis kindral Erich Hoepner ja mis tegutses Ida-Frondi põhjaosas. 1944. aasta lõpus oli Wietersheim Lõuna-Prantsusmaal, juhtides 11. Panzerdivisjonit, kui see seisis silmitsi liitlaste amfiibiliste maandumistega Touloni ja Nizza lähedal.
- Jah. Wietersheim alistus USA 90. jalaväedivisioonile 1945. aasta mais Tšehhoslovakkias Baieri piiri lähedal.