Приземление было удачным, я сразу же освободился от парашюта и направился к лесу. В это время появились французы и я бросился к краю леса. Выстрел! Пуля просвистела около моего уха. Отбросив в сторону меховую летную куртку и затаив дыхание, я спрятался за дерево …»
Потеря Мёльдерса подействовала на пилотов JG53 подобно удару тока, тем более что ничего не было известно о его дальнейшей судьбе. Эта неопределенность была отражена в донесении о потерях личного состава JG53 за 5 июня 1940 г.: «Гауптман Мёльдерс отсутствует с 18.40 05.06.1940 г. после встречи с вражескими истребителями в 10 км западнее Компьеня. Bf109, оставлявший за собой след черного дыма, наблюдался в этом районе на высоте около 1000 метров. Парашют был замечен незадолго перед тем, как самолет потерпел аварию. Не замечено никаких вражеских самолетов. Возможной причиной был зенитный огонь или отказ двигателя». Из этих строк можно понять, что Мёльдерс настолько оторвался от своего звена, или, наоборот, атака на него вообще никем не была замечена.
11 июня на краю леса восточнее Компьеня, уже занятого немцами, были найдены обломки его Bf-109E-4. Однако о судьбе самого Мёльдерса по-прежнему ничего не было известно. 18 июня его объявили пропавшим без вести, а исполняющим обязанности командира группы был назначен командир 2./JG53 гауптман Рольф Пингель.
В действительности же Мёльдерс был атакован и сбит истребителем D.520, который пилотировал су-лейтенант Рене Помье Лерарг (Rene Pomier Leyrargues). Немцы не подозревали, что у атакуемых ими MS.406 из GC I/3 было прикрытие – на высоте 8200 метров летела «восьмерка» D.520 из GC II/7 во главе с капитаном Анри Гюго (Henri Hugo). И когда Мёльдерс заходил для очередной атаки, его самого в этот момент неожиданно сверху атаковало звено «Девуатинов» во главе с Помье Лераргом. Для последнего это была пятая, и, как оказалось, последняя победа. Через несколько минут он сам был сбит в районе г. Бове и погиб. Останки французского летчика были обнаружены и захоронены только в 1942 г.
Мёльдерс опустился на землю рядом с местечком Виллерсуа, в 12 км юго-западнее г. Компьень. Вскоре он был захвачен солдатами из 195-го полка легкой полевой артиллерии, заметившими опускавшийся парашют. Они сильно избили его ногами и прикладами, а затем отобрали все награды и ценные вещи. После этого они доставили Мёльдерса в замок Блинкур, расположенный в 3 км к западу, где тот уже был допрошен офицерами.
Надо сказать, что Мёльдерсу еще повезло, так как несколько немецких пилотов, выпрыгнувших на парашютах и попавших в плен к французам, были просто убиты на месте. Французские офицеры отнеслись к нему лучше и даже по его просьбе вернули награды, отобранные солдатами. Через десять дней Мёльдерса привезли в лагерь для пленных офицеров, располагавшийся в городке Монферран, в 33 км западнее Тулузы.