Ved starten av andre verdenskrig tjenestegjorde han i ulike stabsposisjoner, før han i desember 1942 fikk den militære kommandoen som sjef for 23. panserdivisjon som generalmajor. Panserdivisjonen var en del av armégruppe Don, som etter slaget ved Stalingrad ble brukt som en del av forsvaret mot den påfølgende sovjetiske offensiven. Von Vormann beholdt kommandoen over divisjonen frem til tilbaketrekningen over Dnepr, da han ble forfremmet til generalløytnant (1. juli 1943).