בפרוץ המלחמה היה שפונהיימר מפקד רגימנט הרגלים ה-24, שהיה חלק מהדיוויזיה ה-21, עמו לחם במהלך המערכה בפולין, וב-1 בנובמבר 1939 מונה למפקד הדיוויזיה ה-21, עמה לחם במהלך המערכה על צרפת ובמהלך מבצע ברברוסה. ב-1 ביולי 1941 הועלה לדרגת גנרל לוטננט, וב-8 באוגוסט 1941 הוענק לו עיטור צלב האבירים של צלב הברזל. ב-29 בנובמבר 1942 הוענק לו עיטור הצלב הגרמני בזהב, וב-25 במאי 1943 הוא מונה לסגן מפקד הקורפוס ה-27. ב-1 ביולי 1943 הוא מונה לסגן מפקד הקורפוס ה-10, וב-1 באוגוסט 1943 הועלה לדרגת גנרל חיל הרגלים ומונה למפקד הקורפוס ה-54, אשר הפך בפברואר 1944 לפלגת הארמייה שפונהיימר, ובהמשך לפלגת הארמייה נארווה. ב-25 ביולי 1944 מונה למפקד הקורפוס ה-67 עמו לחם במהלך מבצע מרקט גארדן, וב-25 באוקטובר 1944 פרש מהצבא.