1941年6月末に発動されたバルバロッサ作戦では南方軍集団（ゲルト・フォン・ルントシュテット元帥）に所属して転戦。スターリン・ラインを突破してキエフ方面へ進軍し、ウマンでの包囲戦で10万のソ連兵を捕虜にする事に貢献した。8月には港町ムィコラーイウを占領し、9月には短期間ながらマンシュタインの第11軍の隷下でクリミア半島戦に参加した。10月には港町ロストフへの攻撃を開始し、11月には一時的に同市を占領したが、まもなく赤軍の反撃で取り戻され、ライプシュタンダルテは大きな打撃を受けた。1941年12月31日に柏葉付騎士鉄十字章を受章した。その後ライプシュタンダルテはドニェツ地方で防衛線を維持し続けたが、消耗が激しくなり、1942年春になるとスタリーノ地区に移され、さらに同年6月には占領地フランスに戻されて兵員休養と補充を受けた。東部戦線でのライプシュタンダルテの戦いぶりは陸軍からも高く評価されたが、反面、東部戦線では彼らの残虐性が目立つようになった。1942年4月には6人の仲間を殺されたことへの報復で4,000人のソ連兵捕虜を虐殺する事件を起こした。1943年1月にライプシュタンダルテが東部戦線に復帰したが、スターリングラード攻防戦でのドイツ第6軍の敗北によりソ連軍が大反撃に打って出てくると予想されたので、これに対抗するため親衛隊装甲軍団（パウル・ハウサー親衛隊大将）が編成され、ライプシュタンダルテもその隷下となった。親衛隊装甲軍団は1943年2月のハリコフ攻防戦に投入された。ハウサーの名指揮、クルト・マイヤーやテオドール・ヴィッシュなどの優秀な部下たちの勇戦にも支えられてソ連軍52個師団を壊滅させることに成功し、ハリコフを奪還した。ヒトラーはハウサーとディートリヒを称賛し、ディートリヒについて「この男はヒロイズムの真の偉業を成し遂げた」と評したという。この戦功によりディートリヒは1943年3月14日に柏葉・剣付騎士鉄十字章を授与される。1943年7月からクルスクの戦いに参加したが、ソ連軍の激しい抵抗により阻まれた。直後にライプシュタンダルテ師団長職を離職し、二つ目のSS装甲軍団として編成された第1SS装甲軍団の軍団長に任じられた。8月から9月にかけてはドイツ軍が占領した北イタリアに派遣され、イタリア軍の武装解除の監督にあたった。
9月27日午前8時過ぎ、りすぼん丸は香港を出港した。目的地は宇品で、門司を経由地に予定した。捕虜を乗せていることを考慮して防諜上の理由で馬公への寄港を避けたため、護送船団には組み込まれず、直接護衛無しの単独航行だった。対潜警戒の之字運動をしつつ速力10ノットで大陸沿岸を航行して、初めの4日間は平穏な航海だった。捕虜は基本的に薄暗い船倉で生活したが、初日は上甲板で1時間過ごすことが許され、上甲板に設置されたトイレの使用管理も捕虜中の下士官へすぐに委ねられた。航行中の食事は朝夕に米飯と茶かタマネギ入りの汁物が支給されたほか、初め2日間の夕食には捕虜たちが出港前に共同購入したコンビーフが付いた。飲料水は各自の水筒に1日2回支給されたが、洗面に使う水は無きに等しかった。10月1日午前7時15分、りすぼん丸は、舟山群島沖の北緯30度17分 東経123度13分（アメリカ側記録：北緯29度57分 東経122度56分）の地点を航行中、米潜水艦グルーパーの魚雷攻撃を受けた。グルーパーは目標に捕虜が乗船していることに気付いていなかった。りすぼん丸には魚雷2発が命中したうち機関室付近に命中した1発は不発だったが、右舷船尾のスクリュー付近に命中したもう1発が爆発、スクリュー軸伝いに機関室が浸水、舵も破壊されて航行不能に陥った。命中時に日本兵1人が戦死、4人が負傷している。浸水は緩やかで、沈没までは時間がかかると考えられた。緊急通信を受けた日本海軍は、すぐに航空機を偵察と連絡、対潜制圧に発進させた。10月1日午前12時20分に支那方面艦隊所属の駆逐艦栗が現場に到着し、特設砲艦百福丸、第十雲海丸、豊国丸も続いた。捕虜監視兵や船員を除く日本人乗船者は、午後5時過ぎから栗、百福丸、豊国丸へ移動した。一方、捕虜は乗船部隊指揮官と相談した護送隊の少尉の指示で日本人退船中の混乱を避けるため船倉へ戻され、船倉口はハッチを閉じた上にターポリン（覆い布）まで被せて封鎖された。船長はこの措置に反対したが、護送指揮官の命令により実行された。日本の俘虜情報局作成の内部報告書では、捕虜代表のスチュワート中佐とピット少佐へ曳航する旨の説明をして了解を得て、肉の缶詰等を配布したと主張している。午後8時50分から豊国丸がりすぼん丸の海岸への曳航を開始した。同日夜から翌朝にかけて第一号黄浦丸、笠島丸、正生丸、利根丸も現場に到着している。翌10月2日、浸水は船体後部から船体中央の第3船倉まで広がり沈没が迫った。日本兵へ苦情を訴えても無視され続けた捕虜たちは、午前8時頃にスチュワート中佐の指示で第2船倉のハッチを破壊して脱出した。甲板に出た捕虜は第1船倉のハッチも開いたが、第3船倉はすでに海面下に没しており開けられなかった。日本人船員の一人は、いよいよ最後という時に浸水の圧力で船倉のハッチが水柱を上げて吹き飛び、遺体と生存捕虜が飛び出してきたと述べている。監視兵は捕虜に対して発砲したが、午前8時55分に監視兵や船員も退去に移り、午前9時7分にりすぼん丸は東福山から方位角352度・距離約104kmまたは衢山島下三星灯台から方位角136度・距離約31kmの地点で沈没した。水深が浅かったため、マストや煙突の先端が水面から飛び出した状態で残った。周囲にいた日本軍艦船により救助作業が行われて現場の報告では644人が収容された。近在の中国漁船も救助に駆け付けた。捕虜の一部は付近の島へ上陸したが、10月3日に414人が日本海軍に救出後に捕えられたと報告されるなど、日本軍の捜索活動によりほとんどが救出後に再拘束された。日本側の記録では捕虜845人が溺死と判定されたが、実際には少なくとも3人の捕虜が付近にいた漁船の中国人に救助されることで逃亡に成功していた。日本側の人的被害は捕虜監視兵1人が戦死・1人が行方不明となったほか、便乗していた歩兵第82連隊第1機関銃中隊の1人も戦死した。