В июле 1941 фон Кёссель был назначен командиром 1-й роты 35-го танкового полка, с которой он продвигался в составе группы армий «Центр» с наступлением на Смоленск, а затем принял участие в битве за Москву.
В отчёте 35-го танкового полка о бое за переправу через Днепр у Старого Быхова от 4 июля 1941 года он указан как погибший.
Удача отвернулась от немецкого аристократа летом 1943 года на северном фасе Курской дуги. 22 июля где-то в садах под Кромами, что в 30 км юго-западнее Орла, по броне танка Ганса-Детлофа фон Кёсселя постучали.
В этом не было ничего необычного — для экономии батарей танковых радиостанций, когда позволяла обстановка, экипажи немецких танков вызывали друг друга стуком гаечных ключей по броне.
В момент, когда майор открыл боковой люк башни, в боевое отделение танка влетела граната.
Майор погиб на месте, два члена его экипажа сгорели в танке, ещё один был ранен.
Адъютанту командира батальона обер-лейтенанту Гейнцу Буркхарду (Heinz Burkhard) в тот раз сильно повезло — за некоторое время до взрыва он покинул машину с каким-то поручением.