Po wybuchu II wojny światowej Sporrenberg służył na początku w brygadach SS walczących na froncie zachodnim (uzyskał wówczas stopień SS-Gruppenführera). W lipcu 1941 został mianowany wyższym dowódcą SS i Policji w Mińsku, z zadaniem zwalczania partyzantki na Białorusi. W sierpniu 1943 został wyższym dowódcą SS i Policji w dystrykcie lubelskim, gdzie bardzo mocno dał się we znaki miejscowej ludności cywilnej, stosując odpowiedzialność zbiorową i przeprowadzając masowe egzekucje. W listopadzie 1943 wraz z SS-Sturmbannführerem Hermannem Höflem kierował akcją „Dożynki”, w czasie której rozstrzelano ponad 40 tysięcy Żydów w obozach Majdanek, Trawniki i Poniatowa. W 1944, czasie letniej ofensywy Armii Czerwonej o kryptonimie Bagration, otrzymał za zadanie obronę umocnień na linii Wisła-Nida w dystrykcie radomskim. W listopadzie 1944 skierowano go do Norwegii.