Vor dem Beginn des Unternehmens Barbarossa im Juni 1941 wurde Dietrichs Verband in eine motorisierte Division erweitert, die als Bestandteil der Panzergruppe 1 in der Heeresgruppe Süd kämpfte. Sie war an der Kesselschlacht bei Uman sowie am Übergang über den Dnjepr und der Eroberung von Rostow beteiligt. Zum Jahresende erhielt er das Eichenlaub zum Ritterkreuz und wurde von Propagandaminister Joseph Goebbels als herausragender nationalsozialistischer Truppenführer herausgestellt. Im Januar 1942 kehrte Dietrich zu einem Genesungsurlaub ins Deutsche Reich zurück, um Erfrierungen an seinem Fuß auszuheilen. Währenddessen heiratete er in zweiter Ehe Ursula Moninger. Am 20. April 1942, Hitlers Geburtstag, wurde er auf Vorschlag Heinrich Himmlers als „dienstältester Panzergeneral“ zum SS-Oberst-Gruppenführer und Generaloberst der Waffen-SS befördert. Zu Dietrichs 50. Geburtstag am 28. Mai 1942 erhielt er von Hitler eine persönliche Dotation von 100.000 Reichsmark. Laut Clark erfolgte seine Ernennung zum SS-Oberst-Gruppenführer und Generaloberst der Waffen-SS im August 1944, jedoch rückwirkend. Seine militärischen Erfolge wurden seitens der NS-Propaganda ausgeschlachtet und Dietrich als „siegreicher Befehlshaber“ und Musterbeispiel des nationalsozialistischen Kämpfer- und Führerideals hingestellt.