Победителем Мельдерса стал су-лейтенант Помье-Лераг, пилот не «морана», а Девуатина D.520 из GC И/7. Зажатый затем в «клещи» тремя Bf 109, молодой французский летчик погиб, так и не узнав знаменитой фамилии сбитого врага! Мельдерс благополучно спустился на парашюте, но попал в плен и следующие три недели питался в основном лагерной похлебкой. Освободили его 30 июня после капитуляции Франции — на родине немецкого аса ожидали торжественная встреча и очередной чин майора.
Новый военный тур Мельдерс начал в июле 1940 года в должности командира JG 51, но в первом же вылете к берегам Британии ему опять не повезло. В районе Дувра он сбил истребитель «спитфайр», но затем был ранен в воздушном бою и едва дотянул на изрешеченном Bf 109 до своего аэродрома, рядом с которым приземлился, не выпуская шасси. Вновь к своим обязанностям после выздоровления Мельдерс приступил в августе 1940 года.
С этого времени он стал быстро наращивать список воздушных побед. 20 сентября на его счету имелось уже 40 сбитых самолетов (+14 — в Испании), а 22 октября — 50.
В декабре 51-ю эскадру люфтваффе отвели на отдых в Германию и оснастили новейшими истребителями Bf 109F-2. В числе прочих новшеств эти самолеты получили пушку, установленную в развале цилиндров мотора, и такой вариант вооружения, по мнению Мельдерса, должен был ощутимо повысить точность стрельбы. Проверить это в бою ему удалось 10 февраля 1941 года, когда он сбил «харрикейн» из 601-й эскадрильи RAF. 20 февраля Мельдерс уничтожил два «спитфайра», а через пять дней — еще один. В марте его личный счет пополнился еще двумя вражескими самолетами. Последнюю воздушную победу на Западном фронте немецкий ас одержал 8 мая, и к тому моменту за ним числилось 68 сбитых самолетов, не считая 14 побед в Испании.
В преддверии операции «Барбаросса» 51-я эскадра, в составе которой имелось 160 истребителей, передислоцировалась на аэродромы в Польше. Во время вторжения в СССР ее задачей было прикрытие с воздуха немецких войск на основном, центральном направлении.
В целом день 22 июня 1941 года оказался удачным для JG 51. Согласно немецким данным, ее потери составили только 5 Bf 109, и еще столько же машин получили различные повреждения. В свою очередь, пилоты эскадры доложили о 69 сбитых советских самолетах, в том числе 4 воздушные победы записал на свой счет Мельдерс. Непосредственной поддержкой танковой группы Гудериана подразделения JG 51 занялись с 24 июня, когда бои в воздухе несколько поутихли. Всплеск активности советская авиация проявила лишь в конце июня, когда стало ясно направление главного удара немецких войск и потребовалось любой ценой остановить продвижение фашистских танков. На бомбардировку механизированных колонн противника и мостов через реки были брошены целые полки советских бомбардировщиков, причем без всякого истребительного сопровождения. 30 июня летчики JG 51 совершили 157 боевых вылетов и заявили целых 113 воздушных побед. 5 сбитых самолетов записал в личный список Мельдерс, и таким образом число его побед во Второй мировой войне достигло 82. Потери наземных частей вермахта оказались не очень значительными, поскольку по воспоминаниям командующего 2-й танковой группы Гудериана:
