希特勒上臺後，莫德爾很快成為國家社會主義的狂熱支持者，經戈培爾介紹而受到希特勒接見，並得到賞識和重用。1935年，他從國防部陸軍訓練局局長之職調任陸軍技術局局長，負責重整軍備的技術問題，還曾到蘇聯訪問，交流研究軍備問題。1938年，莫德爾晉升為少將。
1939年，莫德爾擔任第4軍參謀長，參加了波蘭戰役。波蘭淪陷後，調任第16集團軍參謀長，隨後參加閃擊西歐的戰役。1940年莫德爾因戰功晉升中將，不久調任第3裝甲師師長，駐紮東部邊境準備進攻蘇聯。
蘇德戰爭爆發後，莫德爾率部在中央集團軍群的第2裝甲叢集編成內迅速突破布格河、別烈津納河和第聶伯河，1941年7月因率部在第聶伯河的突出表現獲得騎士十字勳章，之後參加了比亞維斯托克、明斯克、斯摩稜斯克合圍戰。1941年9月14日，莫德爾的第3裝甲師作為古德里安第2裝甲叢集的先頭部隊，不顧跟進的步兵而大膽穿插，在洛赫維察（Lokhvitsa）與第1裝甲叢集先頭部隊第16裝甲師會合，將60多萬蘇軍封閉在基輔附近的合圍圈內。這是人類戰爭史上最大規模的一次合圍戰，蘇聯西南方面軍司令基爾波諾斯上將（Kirponos）陣亡。莫德爾在此戰後升任第41摩托化軍軍長，並晉升為裝甲兵上將，隨後參加"颱風"戰役，從伏爾加河上游進攻莫斯科，但在莫斯科城下接連受挫。
1941年底，蘇軍在莫斯科城下實施區域性反攻，中央集團軍群北翼第9集團軍有被圍殲的危險。1942年1月，莫德爾接任第9集團軍司令職務，這是他第一次受命於危難之時。到任之後，莫德爾極大地鼓舞了手下計程車氣。2月5日，他在奧列尼諾和勒熱夫附近同友軍一起從東西兩面向企圖包圍他們的蘇聯第29集團軍發起進攻，反過來包圍該部並予以殲滅，同時重創蘇聯第39集團軍。此役很大程度上解除了中央集團軍群北段的危機，莫德爾因而獲得橡葉飾。
此次作戰期間，莫德爾首次與希特勒發生正面衝突。1942年1月19日，在東普魯士的"狼穴"，兩人就第9集團軍的反攻地點展開了爭執。莫德爾對希特勒盲目干預集團軍的行動很反感，他將目光直接與其對視，然後慢慢地、帶著譏諷的語氣說道："我的元首，究竟是誰在指揮第9集團軍？是你，還是我？"他自信比希特勒更瞭解前線情況，而後者只是依靠地圖紙上談兵。希特勒大為震驚，吃驚地看著莫德爾，沉凝片刻後終於做出讓步，同意了後者的計劃。莫德爾認為，一名指揮官如果失去自主權，被捆綁在上級的命令上，充其量只能打順風仗，但永遠不能打贏硬仗、惡仗。
■1942年希特勒在一次授勳儀式上與莫德爾握手，後者是極少數敢於直接挑戰元首權威的德國軍人。
1942年7月，莫德爾在瑟喬夫卡西部地區發起針對蘇聯第39集團軍餘部的行動，全殲該部，消除了德軍的一大威脅。斯大林格勒戰役期間，朱可夫發起的"水星"作戰在莫德爾的防守面前一敗塗地，這是"蘇軍戰神"在二戰期間最大的一次失利，但是蘇軍中部戰線的慘重損失卻被全殲德國第6集團軍的勝利光環所掩蓋。防守勒熱夫突出部的15個月時間裡，莫德爾指揮的第9集團軍挫敗了蘇軍的無數次攻勢。1943年1月，希特勒迫於南線的危急形勢，終於同意放棄勒熱夫突出部。莫德爾制定了代號"水牛"行動的作戰計劃，經過一個月的精心準備，從3月1日開始有序後撤。蘇軍發現德軍的真實意圖後全線追擊，卻為時已晚。莫德爾最終將第9集團軍25萬官兵毫髮無損地撤了下來，他也因此為其騎士十字勳章增添上雙劍飾。
1943年夏，為了奪取戰略主動權，希特勒決定向庫爾斯克發起代號為"堡壘"的夏季進攻戰役，命令莫德爾的第9集團軍從奧廖爾突出部向南進擊，霍特的第4裝甲集團軍從哈爾科夫向北進攻，殲滅庫爾斯克突出部的蘇軍。戰役發起前，莫德爾曾表示鑑於力量對比懸殊，對進攻的成敗沒有把握。不出所料，"堡壘"行動根本沒有達到預期的效果，從此以後德軍再也沒有掌握東線的主動權。
1944年1月，蘇軍對德國北方集團軍群發起強大攻勢，希特勒任命莫德爾為北方集團軍群司令，後者採取有選擇有目的地撤退，為將來反擊爭取時機，從而暫時穩定了列寧格勒方向的戰局。莫德爾因此再度贏得希特勒的信任，被讚譽為德軍的"防禦勇士"，並於1944年3月1日晉升陸軍元帥。3月30日，希特勒解除曼斯坦因南方集團軍群（後改稱北烏克蘭集團軍群）司令職務，讓莫德爾接任。莫德爾很快在喀爾巴阡山和東加里西亞成功地建立起一條連貫的防線，阻止了蘇軍在第聶伯河右岸的烏克蘭進攻戰役。
1944年6月，蘇軍實施代號"巴格拉季昂"的白俄羅斯進攻戰役，突破德國中央集團軍群的防線，希特勒急忙讓莫德爾接任中央集團軍群司令。於是，莫德爾成為德軍中第一個同時指揮兩個集團軍群的元帥，足見希特勒對他的信任。莫德爾果然不負所望，在援軍的配合下，他再次暫時穩定了防線，將蘇軍阻擋在華沙城下。莫德爾被希特勒譽為"東線的救星"，在德軍中以"元首的消防隊員"而著稱，1944年8月17日希特勒親自授予他鑽石飾，以表彰其卓越的功績。
諾曼底戰役打響後，盟軍大踏步向法國腹地挺進。1944年8月，希特勒將莫德爾調往西線，身兼西線德軍總司令和B集團軍群司令兩職，希望這位在東線立下奇功的戰將能夠改變西線的頹勢。然而，面對盟軍的巨大物質優勢莫德爾也無力迴天，9月3日他被免去西線德軍總司令職務，留任B集團軍群司令。"市場-花園"行動期間，莫德爾審時度勢冷靜指揮反擊，使盟軍遭遇了反攻西歐過程中最大的挫敗，盟國空降兵傷亡達17000餘人。
1944年最後的幾個月裡，莫德爾先是指揮了一系列遲滯作戰，希望將盟軍阻擋在德國本土之外，同時為德軍的反攻爭取時間。隨後他又策劃了阿登戰役中德軍的多項進攻計劃，可惜這時德國的整體實力已經遠遠不及對手，最後莫德爾所有的努力都敗在盟軍強大的物質和兵力優勢之下
阿登戰役結束後，盟軍推進極其迅速。莫德爾意識到德軍敗局已定，心情變得愈發悲觀痛苦。1945年4月，莫德爾的B集團軍群被盟軍合圍在魯爾工業區，他既沒有執行希特勒關於炸燬所有工廠的命令，也拒絕接受盟軍要他投降的要求。莫德爾看著眼前的破壁殘垣道："歷史會證明一切的。一名德國元帥不應該成為階下囚。"他幾次到前沿視察，想讓對方子彈打死自己，不過都未能如願。4月21日，莫德爾與副官來到杜伊斯堡附近的樹林中，在要求副官對他開槍遭到拒絕後說："我從來沒有這樣失望過，因為我忠於德國。沒有任何事情比落入俄國人手中更為可怕。我已心力憔悴，需要休息……"然後他獨自一人走進森林，將一發手槍子彈打進頭部自盡。
莫德爾是德軍在二戰中後期最耀眼的帥才，他所指揮的部隊給同盟國軍隊，尤其是蘇軍造成了巨大的人員傷亡，總數數以百萬計。他具有不次於隆美爾、曼施坦因、古德里安、鄧尼茨等人的能力，但受諸多原因影響名氣卻在他們之下。莫德爾對於德國、國家社會主義和希特勒本人都具有極高的認同感和忠誠度，他不能接受德國即將輸掉這場戰爭的事實，更不願看到他所熱愛的德意志戰後變得面部全非，所以最終決絕地選擇了結束自己的生命。
