Im März 1942 wurde Speidel zum Chef des Generalstabes des V. Armeekorps an der Ostfront ernannt. In der Winterkrise 1942/43 fungierte er zeitweilig als Chef des Stabes des Deutschen Generals beim italienischen AOK 8, Kurt von Tippelskirch, und anschließend der aus diesem Stab gebildeten Armeeabteilung Lanz (später Kempf). In dieser Stellung war er, mittlerweile zum Generalmajor befördert, an der Schlacht bei Charkow und dem Unternehmen Zitadelle beteiligt. Im August 1943 wurde aus der Armeeabteilung eine neue 8. Armee unter Otto Wöhler aufgestellt, deren Generalstabschef Speidel weiterhin blieb. Am 1. Januar 1944 erfolgte in dieser Stellung seine Beförderung zum Generalleutnant.