La battaglia di Francia, l'invasione tedesca della Francia e dei Paesi Bassi, iniziò il 10 maggio 1940. Il 18 maggio 1940 si impegnò in combattimento aereo con otto aerei da combattimento Curtiss P-36 Hawk francesi e fu abbattuto a ovest di Rethel. Il suo vincitore potrebbe essere stato il sottotenente Camille Plubeau. Wilcke si è tirato fuori e è stato fatto prigioniero di guerra. Dopo l'armistizio con la Francia
, lui e Mölders, che era stato anche prigioniero di guerra, tornarono all'unità il 30 giugno 1940. Wilcke fu promosso a "Hauptmann" il giorno successivo e prese di nuovo il comando del 7. "Staffel". L'11 luglio 1940 gli fu assegnata la Croce di Ferro di prima classe.