W sierpniu 1944 został uhonorowany najwyższym, oprócz Reichsführera, stopniem w SS tj. SS-Oberstgruppenführera i generała pułkownika Waffen-SS (SS-Oberstgruppenführer und Generaloberst der Waffen-SS). W czerwcu 1944 stojąc na czele I Korpusu Pancernego SS, Dietrich nie zdołał zatrzymać oddziałów alianckich na plażach Normandii. We wrześniu tego samego roku otrzymał dowództwo nowo formowanej 6 Armii Pancernej, później nazwanej 6 Armią Pancerną SS, na czele której wziął udział w ostatniej na froncie zachodnim niemieckiej ofensywie w Ardenach, ostatecznie zakończonej fiaskiem. Nie obyło się tu bez popełnienia przez podległe mu jednostki kolejnych zbrodni wojennych, w tym słynnej masakry jeńców w Malmedy, m.in. za którą Dietrich był po wojnie sądzony.