5. kesäkuuta 1940 Mölders ammuttiin alas Bf 109 E-4 -koneessaan, kun hän oli ilmatappelussa Ranskan ilmavoimien Dewoitine D.520 -koneiden kanssa lähellä Compiègnea noin klo 18:40. Ranskalaiset vangitsivat Möldersin, mutta vapauttivat hänet kolme viikkoa myöhemmin.
- Mitä? Eri lähteiden mukaan, joihin kuuluvat Edward R. Hooton ja Alex Kershaw, hänen voittajansa oli "Sous luutnantti" "Groupe de Chasse" II/7, joka ammuttiin alas ja kuoli juuri Möldersin pudotuksen jälkeen.