En 1941 von Salmuth fue asignado al Frente Oriental, y el 10 de mayo se le dio el mando del XXX Cuerpo, tomando parte al mando del mismo en la Operación Barbarroja y en la campaña de Crimea (Primera Batalla de Crimea), mandando al XXX Cuerpo también en el sitio de Sebastopol.
Dicha área formaba parte del Muro del Atlántico erigido por orden de Adolfo Hitler, quien pensaba que se sector iba a ser el elegido por los Aliados para su desembarco en Francia, por lo que se dotó al 15.º Ejército con 17 divisiones, un contingente más elevado que cualquiera otra formación militar alemana calificada como ejército en el Frente Occidental.
Los Aliados hicieron todo lo posible para alentar a Hitler en su errónea creencia (véase por ejemplo la Operación Bodyguard), puesto que ya habían escogido Normandía como el lugar de la futura invasión, un área que se hallaba defendida por el más reducido 7.º Ejército.
En las vísperas del Día D, Romel se tomó unos días de descanso descartando una invasión para esas fechas debido al mal tiempo reinante en el Canal de la Mancha.
Von Salmuth puso en alerta total al 15.º ejército e informó al comado del Grupo de Ejércitos B, pero inexplicablemente el 7.º ejército del general Friedrich Dollmann que tenía la misión de defender Normandía, no fue informado de la inminente invasión.
Sin embargo, fue liberado poco después, tras haber cumplido tan solo cinco años, en 1953.