Han største suksess kom under den tyske invasjonen av Sovjetunionen, da i løpet av de første to månedene rykket langt inn i Sovjetunionen, og svingte sørover mot Svartehavet, og slo de sovjetiske styrkene i slaget om Uman, rykket deretter nordover og omringet de sovjetiske styrkene ved Kiev, rykket deretter sørover igjen, krysset Dnepr, og så videre sørover for å avskjære de sovjetiske styrkene ved Azovhavet. Gjennom disse store bevegelsene sørget Zeitzler for at beveget seg friksjonsfritt og hele tiden fikk tilstrekkerlige forsyninger. I sin ros av Zeitzler, fremhevet Kleist at slike store hærbevegelses største problem er å sikre tilgangen av forsyninger.