Nach der Landung der Alliierten in der Normandie am 6. Juni 1944 kämpfte die Panzergruppe West unter dem Befehl der Heeresgruppe B in der Schlacht um Caen. Geyr war im Begriff, einen massierten Gegenangriff zu starten, um die gelandeten Truppen ins Meer zurückzuwerfen, als sein Hauptquartier am 10. Juni durch einen alliierten Luftangriff zerstört wurde. Geyr selbst wurde verwundet, viele seiner Offiziere ebenfalls verwundet oder getötet. SS-Oberst-Gruppenführer Josef Dietrich übernahm mit dem Stab seines I. SS-Panzerkorps die Führung der Panzerverbände, während Geyr sein Hauptquartier neu aufstellte. Geyr wurde am 2. Juli – wie auch Rundstedt, den der Generalfeldmarschall Günther von Kluge als OB West ersetzte – durch den General der Panzertruppe Heinrich Eberbach abgelöst und zur Führerreserve versetzt. Im August 1944 zum Inspekteur der Panzertruppe beim Ersatzheer ernannt, geriet er im Mai 1945 in Bayern in US-amerikanische Kriegsgefangenschaft, in der er bis Juli 1947 blieb.