A inicios de 1940, Falkenhorst se encontraba al mando de un cuerpo de ejército en el Frente Occidental. Sin embargo, debido a su experiencia en Finlandia, el mariscal Wilhelm Keitel lo sugirió para mandar las tropas que ejecutarían la Operación Weserübung en Noruega. La operación era de máximo secreto y el general Von Falkenhorst nunca había escuchado de ella cuando fue llamado por Hitler el 21 de febrero. Hitler le aseguró que el Reino Unido planeaba invadir Noruega y le dio unas horas para que planificase la operación. El general Von Falkenhorst no tenía muchos recursos para lograr este cometido y tuvo que recurrir a una guía turística para conocer la geografía de la nación nórdica. Sin embargo, la operación fue un éxito, ya que la única pérdida importante fue el hundimiento del crucero pesado Blücher cerca de Oslo.