1943年10月、第3装甲師団長に任命され、ドニエプル川、ついでキロヴォフラード・チェルカースィ周辺で赤軍の攻勢を防いだ。1944年1月、装甲教導師団の編成を命じられ、2月にその師団長に任命され、ついで5月に中将に昇進した。装甲教導師団はフランスに配置転換され、ノルマンディに上陸した連合軍を迎え撃った。バイエルラインの部隊はティリー、サン＝ロー、アヴランシュで戦い、その戦功により7月に柏葉剣付騎士鉄十字章を受章した。同師団を率いて12月のバルジの戦いにも参加した。