No dia 18 de Maio de 1942, Wilcke foi transferido para a Jagdgeschwader 3 "Udet" (JG 3), baptizada em honra ao ás da aviação da Primeira Guerra Mundial Ernst Udet. De volta à Frente Oriental, Wilcke tornou-se Geschwaderkommodore da JG 3 no dia 11 de Agosto, substituindo o Oberst Günther Lützow, que havia sido transferido para o equipa do General der Jagdflieger como Inspector de Caças Diurnos na Frente Oriental. Operando a partir de um aeródromo em Chuguyev, a JG 3 participou em combates aéreos na área de Kharkov, actualmente Carcóvia, durante a Segunda Batalha de Carcóvia. No dia 26 de Junho de 1942, a JG 3 foi reunida em Schtschihry, no sector sul da Frente Oriental, para a ofensiva de verão que se planeava para apoiar o avanço da Wehrmacht em direcção a Stalingrado. Durante os meses seguintes, a JG 3 esteve colocada em aeródromos nas localidades de Gorshechnoye, Olkhovatka, Millerovo, Nowy-Cholan, Frolovo, Tuzov e Pitomnik.