5. junija 1940 je bil Mölders ob približno 18:40 sestreljen v svojem Bf 109 E-4, ko je bil v zračnem boju z francoskim letalskim silom Dewoitine D.520 blizu Compiègneja. Mölders so nato ujeli francoski vojaki in ga vzeli za vojnega ujetnika, vendar so ga tri tedne kasneje po premirju s Francijo osvobodili.
-Kaj? Po različnih virih, med katerimi sta tudi Edward R. Hooton in Alex Kershaw, je bil njegov zmagovalec "Sous poročnik" iz "Groupe de Chasse" II/7, ki je bil sestreden in ubit takoj po sestrelitvi Mölders.