Sommaren 1942 flyttades divisionen till den södra delen av östfronten för att delta i den tyska sommaroffensiven, Operation Blå. von Edelsheim ledde ett skytte-/pansargrenadjärsregemente i divisionen och framryckte mot Voronezj och sedan Stalingrad. Hösten 1942 fick han befälet över den brigad hans regemente tillhörde. Den 8 november placerades han i befälsreserven och lämnade fronten. För sina insatser som regementesbefälhavare erhöll von Edelsheim den 23 december 1942 eklöven till sitt riddarkors.