Hohenstaufen började återhämta sig vid Arnhem. Huvuddelen av dess pansarfordon lastades på tåg och skulle transporteras till reparationsverkstäder i Tyskland. Den 17 september genomförde de allierade en stor luftlandsättning vid Arnhem, Operation Market Garden. Den brittiska 1st Airborne Division landade vid Oosterbeek väster om Arnhem. Wilhelm Bittrich, som nu var chef för II. SS-Pansarkåren, beordrade Hohenstaufen att omedelbart gå i aktion mot de brittiska fallskärmsförbanden, säkra den viktiga Arnhem-bron och ockupera Arnhem. Divisionens pansarfordon lastades av tågen, och mekaniker arbetade frenetiskt med att göra dem stridsberedda. Av divisionens bepansrade enheter var bara dess spaningsbataljon, "SS-Aufklärungs-Abteilung 9" omedelbart insatsberedd. Harzer skickade Hohenstaufen till Arnhem, där de genast råkade i strid med de brittiska fallskärmssoldater. Spaningsbataljonen, under befäl av SS-Hauptsturmführer Paul Gräbner skickades över bron för att rekognoscera området kring Nijmegen. När bataljonen gjorde detta hade dock brittiska fallskärmssoldater, under befäl av överste John Frost, grupperat sig kring den norra änden av bron. Gräbner återvände från sitt spaningsuppdrag på morgonen den 18 september och beordrade sin bataljon att anfalla norrut över bron. Exakt varför han gjorde detta är oklart, och spaningsbataljonen blev praktiskt taget förintad av brittisk eldgivning på bron, bland annat med PIAT pansarvärnsvapen. 22 fordon förstördes och Gräbner själv stupade. Denna berömda strid återges i filmen A Bridge Too Far. Slaget om Arnhem slutade dock med seger för Hohenstaufen. Under åtta dagar stred divisionen mot de brittiska fallskärmssoldaterna, huvudsakligen i och väster om Arnhem. Hohenstaufen spelade en viktig roll i den tyska segern under Operation Market Garden.