Som divisjonssjef ledet Pellengahr den tyske framrykningen gjennom deler av det østlige Norge under det tyske angrepet på Norge i 1940. Han var ansvarlig for framrykningen gjennom Gudbrandsdalen og Østerdalen, og ledet personlig i felt de tyske styrkene i Gudbrandsdalen og fram til Åndalsnes, mens oberst Hermann Fischer ledet de tyske styrkene nordover i Østerdalen På Lesja skal Pellengahr ha møtt Jonas Lie omkring 30. april da de britiske styrkene rømte mot Åndalsnes mens Jonas Lie gikk til fots i motsetning retning, mot de fremrykkende tyske styrkene. I mai 1940 bodde han først på Åndalsnes (Park Hotell) og flyttet deretter med sin stab inn på Fiva gård i Romsdalen. Fiva hadde lenge tilhørt den rike engelske Davenport-familien. Bildene av den norske og den engelske kongefamilien ble hengende mens Pellengahr brukte Fiva, inventaret på Fiva skal heller ikka ha blitt stjålet eller skadet. Høsten 1940 ble Pellengahr sendt til Nord-Norge.