ベレジナ川
翌1941年のバルバロッサ作戦に、装甲師団を率いて参加。同師団はグデーリアンの第2装甲集団に属した。ブグ川をゼーレーヴェ作戦に使用するため開発された水陸両用戦車を用いて突破、さらにベレジナ川渡河に成功し、その功により7月27日に騎士鉄十字章を受章した。ソ連軍の冬季反攻により包囲された第216歩兵師団を救出したのち、翌1942年2月に中将に昇進。同日、第18装甲師団長の任を解かれ、5月にドイツアフリカ軍団司令官に転出した。トブルク攻略の功により、7月に装甲兵大将に昇進。アラム・ハルファの戦いの最中の9月に空襲により重傷を負った。快復後の11月にチュニジア駐留ドイツ軍部隊司令官に任命される。地中海方面の司令官であるアルベルト・ケッセルリング元帥はネーリングの指揮に高い評価を与えていたが、ネーリングがアフリカ戦線について上層部を批判したため12月にハンス＝ユルゲン・フォン・アルニム上級大将に替わられた。