עם פרוץ המלחמה היה פון קנובלסדורף ראש מטה מפקדת משמר הגבול ה-3, שהפכה ב-18 באוקטובר 1939 לקורפוס ה-33. ב-1 בפברואר 1940 מונה פון קנובלסדורף למפקד הדיוויזיה ה-19, ולחם עימה במהלך המערכה על צרפת כחלק מהקורפוס ה-11 ולאחר מכן כחלק מהקורפוסים ה-4 וה-28 לסירוגין, במסגרת הארמייה השישית. ב-1 בנובמבר 1940 הוסבה הדיוויזיה ה-19 לדיוויזיית הפאנצר ה-19. במהלך מבצע ברברוסה לחם פון קנובלסדורף עם הדיוויזיה שבפיקודו כחלק מהקורפוס הממונע ה-57 במסגרת ארמיית הפאנצר השלישית, והשתתף עימה בקרב ביאליסטוק-מינסק ובקרב סמולנסק. ב-17 בספטמבר 1941 קיבל פון קנובלסדורף על פעולותיו את עיטור צלב האבירים של צלב הברזל. במהלך הקרב על מוסקבה לחם פון קנובלסדורף עם הדיוויזיה שבפיקודו כחלק מהקורפוס הממונע ה-57 במסגרת הארמייה התשיעית ולאחר מכן במסגרת הארמייה הרביעית, וב-6 בינואר 1942 פרש מתפקידו בעקבות מחלה קשה.