10 października 1942 roku generał von Senger objął dowodzenie nad 17 Dywizją Pancerną na froncie wschodnim i 1 maja 1943 roku otrzymał awans na generalleutnanta (generała dywizji). W czerwcu został głównodowodzącym wojsk niemieckich na Sycylii, której bronił podczas alianckiej inwazji. W sierpniu dowodził ewakuacją wojsk niemieckich stacjonujących na Sardynii i Korsyce. 8 października 1943 objął dowodzenie nad XIV Korpusem Pancernym we Włoszech, a 1 stycznia 1944 został awansowany na stopień General der Panzertruppen (generała broni wojsk pancernych).