La Batalla de França, la invasió alemanya de França i els Països Baixos, va començar el 10 de maig de 1940. El 18 de maig de 1940, va participar en un combat aeri amb vuit avions de combat francesos Curtiss P-36 Hawk i va ser abatut a l'oest de Rethel. El seu vencedor podria haver estat el "subtenent" Camille Plubeau. Wilcke va escapar i va ser presoner de guerra. Després de l'armistici amb França
, ell i Mölders, que també havia estat presoner de guerra, van tornar a la unitat el 30 de juny de 1940. Wilcke va ser ascendit a "Hauptmann" l'endemà i va tornar a prendre el comandament de 7. "Staffel". L'11 de juliol de 1940, va ser guardonat amb la Creu de Ferro de 1a Classe.