Nel 1942, il 3 ottobre, volò con successo per 190 chilometri il primo razzo Aggregat 4 raggiungendo una altezza di 85 km ed una velocità massima di 1322 m/s. Successivamente vi furono diversi lanci falliti per cui Thiel, nonostante le sollecitazioni dei militari per mettere in produzione e in campo il razzo, rifiutò di dichiarare il relativo motore pronto per la produzione di massa scrivendo, in una lettera a Von Braun, l’Aggregat 4 più simile ad un complicato prodotto di laboratorio che ad un oggetto pronto per la produzione di massa. Il 17 agosto 1943 per protesta rassegnò oralmente le sue dimissioni dall'incarico a Peenemünde ipotizzando il suo ritorno alla vita accademica. Durante la notte successiva, tra il 17 e il 18 agosto 1943, la Royal Air Force bombardò pesantemente il sito di Peenemünde ed i suoi dintorni (Operazione Hydra) uccidendo Thiel e tutta la sua famiglia (la moglie Marta, sua figlia Sigrid di 7 anni e suo figlio Sigfried di 3 anni).