バルバロッサ作戦初期段階の1941年6月23日にオステルマンは、カウナスの北のリトアニア領空域での自由索敵任務中に9機編隊のツポレフ SBを迎撃し、2機を炎上させたうえに撃墜した。オステルマン少尉は6月26日に更に多くのツポレフ SBとラトビアの南東で交戦後、胴体着陸で生還した。7月5日にはオストロフのヴェリーカヤ川上空で3機のSB-3爆撃機を撃墜し、翌6日にも同じ戦闘空域で19機目と20機目の戦果を挙げた。東部戦線に於ける8月1日の戦闘でオステルマンは、JG 54 の累計1,000機目の撃墜記録を記した。29機目を撃墜した後の9月4日にオステルマンは騎士鉄十字勲章を授与されたJG 54 で8人目の部隊員となった。この勲章は9月10日にドノーにて上級大将のから授与された。オステルマンは1942年1月9日に50機目、1月28日に60機目、2月19日には70機目を撃墜し、この一連の戦果を上げた後で本国へ里帰りした。この里帰りの理由は結婚のためであったが、挙式のための帰郷の途上でオステルマンは逮捕、収監されてしまった。これはドイツの警察官が幼さの残るオステルマンの容貌から本物の学生が不法にドイツ空軍の制服と勲章を身につけて悪ふざけをしているものと決め付けたからであった。その後その警察官が自身の判断の誤りの報いをどのように受けたのかは知られていない。