Nel settembre del 1939 Zeitzler divenne capo di stato maggiore del XXII Corpo d'armata della 14ª Armata, lavorando nello staff del generale Wilhelm List durante la campagna di Polonia. A marzo del 1940 divenne comandante di stato maggiore del "Panzergruppe" A, nello staff del generale von Kleist nel corso della campagna di Francia. Zeitzler rimase alle dipendenze di von Kleist anche nelle successive campagne di Jugoslavia, Grecia e durante l'invasione dell'Unione Sovietica. Il 18 maggio 1941 ricevette la Croce di Cavaliere della Croce di Ferro.