Nach der Landung der Alliierten in der Normandie im Juni 1944 wurde das II. SS-Panzerkorps nach Frankreich verlegt, wo Bittrich am 1. August 1944 als Nachfolger Paul Haussers SS-Obergruppenführer und Kommandierender General der Einheit wurde. Unter seiner Führung kämpfte das Korps, nunmehr bestehend aus der 9. SS-Panzer-Division, der 3. Fallschirmjäger-Division und Teilen der 21. Panzer-Division, zunächst an der Invasionsfront unter anderem im Raum Caen. Am 20./21. August brach die Einheit unter schweren Verlusten den Kessel von Falaise auf und befreite die eingeschlossene 7. Armee und die 5. Panzerarmee. Für seine Führungsleistung bei dieser Operation erhielt Bittrich am 28. August 1944 das Eichenlaub zum Ritterkreuz des Eisernen Kreuzes.