Dopo un'ulteriore riorganizzazione che ha aumentato la sua forza a due battaglioni di carri armati e tre reggimenti di fanteria motorizzata, la divisione è stata inviata sul fronte occidentale
per partecipare alla battaglia dei Paesi Bassi a partire dal 10 maggio 1940. Parte della 18a Armata, che sconfisse i Paesi Bassi in cinque giorni estenuanti, la 9a Divisione Panzer giocò un ruolo essenziale nella strategia tedesca. La divisione era l'unica forza meccanizzata tedesca assegnata alla 18a Armata ed era destinata principalmente a collegarsi con le forze aeree sbarcate vicino a Rotterdam e L'Aia. Il 12 maggio, la divisione fu lanciata nel sud dei Paesi Bassi per sfruttare una svolta delle divisioni di fanteria tedesche, avanzando rapidamente verso i ponti di Moerdijk, che erano stati catturati dai paracadutisti di Student. Prima di questo, vicino a Breda, la divisione si divise, inviando un battaglione a nord sui ponti di Moerdijk per cercare di entrare nel Redotto Nazionale Olandese, Fortezza Holland. Il 13 maggio, tuttavia, durante i primi combattimenti effettivi della campagna, il battaglione subì perdite considerevoli in un fallito assalto al centro di Dordrecht. Il 14 maggio, il battaglione era pronto ad assaltare Rotterdam, ma gli olandesi si arrese lo stesso giorno dopo un bombardamento a tappeto del centro civile di quella città da parte della Luftwaffe.