İkinci Dünya Savaşı'nın patlak vermesiyle Alman Yüksek Ordu Komutanlığı'nın (Oberkommando des Heeres veya OKH) savaş zamanı organizasyonunda yer aldı. Polonya, Danimarka, Norveç ve Fransa'nın istila çalışmalarının planlamasına yardım etti. 1 Ağustos 1940 tarihinde Albay rütbesine terfi ettirildi ve 1940 Ekim'de Operationsabteilung'un şefi oldu. Böylece ordu planlama hiyerarşisinde üçüncü numaraya yükseldi. Haziran 1941'de Sovyetler Birliği'nin istilasından sonra OKH'de istila seferleri çalışmalarını planlamak için öncelikle sorumlu oldu. Alman Yüksek Silahlı Kuvvetlerde (Oberkommando der Wehrmacht veya OKW) yer alırken de diğer istila planlarında da sorumluydu. Operationsabteilung'un şefi olarak kaldı ve 1 Ocak 1942 tarihinde Tümgeneral rütbesine, 1 Ocak 1943 tarihinde Korgeneral rütbesine terfi ettirildi. Haziran 1944'te General Kurt Zeitzler hastalandı ve 10 Haziran'da 1944 tarihinde geçici olarak ordunun kurmay başkanı olarak hizmet verdi. 20 Temmuz 1944 tarihinde Albay Claus von Stauffenberg tarafından Adolf Hitler'e yapılan 20 Temmuz suikast girişimi'nde Wolfsschanze'de yapılan toplantıya katıldı ve bombanın patladığı zaman Hitler'in yanında duruyordu.