Люттвиц окончил штабные курсы в начале 1928 года и остался в училище офицером административной службы. Позднее, в апреле 1929 года, обер-лейтенант кавалерии записался на специальные курсы, имевшие целью подготовку офицеров для управления моторизованными формированиями посредством радио. Хотя его любовь к лошадям не уменьшилась, с этого времени Люттвица увлекла концепция «войны моторов». Он стал прилежным учеником оберста Освальда Лютца, первого инспектора моторизованных войск. С одобрения начальства Люттвиц принимал участие в различных экспериментах с применением моторизованных транспортных средств, в которых весьма преуспел. Большую часть следующего года (1929–1930) Люттвиц провел в поездках по Германии, выступал с серией лекций о моторизованных военных средствах. Лишь немногие старшие офицеры были готовы принять новые идеи, и лекционное турне почти не имело успеха.
Однако Люттвиц не сдавался. 1 февраля 1931 года он получил звание ротмистра, а три недели спустя, возглавил курсы по контролю за артиллерийским огнем для моторизованных формирований. После этого его отправили обратно в Ельс-Бриг, где он принял командование 1-м батальоном своего 8-го кавалерийского полка. К этому времени было принято решение моторизовать 1-й батальон (процесс, которым Люттвиц как раз и руководил) одновременно с обучением новой тактике. Люттвиц преуспел в этом трудном задании и был вознагражден за это должностью командира 3-го моторизованного батальона, оснащенного новыми легкими танками PzKw I. 1 января он стал майором и в тот же день был официально переведен в танковые войска.
Несмотря на перевод в бронетанковые войска майор фон Люттвиц по-прежнему оставался блистательным наездником и в 1936 году был назначен руководителем немецкой олимпийской конноспортивной команды. Его эскадрон достойно выступил на Олимпийских играх и завоевал несколько медалей, но в гитлеровской Германии Олимпийские игры не были играми в истинном смысле этого слова. Когда Люттвиц не смог получить труднодостижимой золотой медали, его совершенно неожиданно перевели в штаб 4-го кавалерийского полка в Инстербурге, Восточная Пруссия, в качестве внештатного служащего. В этой неофициальной ссылке он находился целый год. Кто-то в берлинском руководстве некоторое время помнил о его неудачах. Люттвиц обладал кое-чем, что сработало в его пользу: стремительная гитлеровская экспансия и моторизация вермахта требовали большого числа обученных офицеров для управления транспортными средствами и танками, а таких в наличии было не слишком много.
Летом 1937 года Берлин решил моторизовать 4-й кавалерийский полк, и 12 октября барон стал командиром этого полка, входившего в состав 1-й кавалерийской бригады. Когда осуществление программы находилось в самом разгаре, танковая инспекция сочла, что ею должен руководить офицер более высокого чина, и Люттвиц был понижен в должности до командира 1-го батальона.
1 марта 1939 года он получил звание оберстлейтенанта и принял командование 1-м разведывательным батальоном 1-го кавалерийского полка — в тот самый день, когда началась война с Польшей.
Большую ее часть батальон провел в резерве в Кенигсберге — столице Восточной Пруссии. Он догнал бригаду только 14-го сентября, когда снова соединился с 1-м кавалерийским полком у стен Варшавы. Два дня спустя оберстлейтенант фон Люттвиц был ранен, и его пришлось эвакуировать обратно в Кенигсберг для лечения. Его карьера во второй мировой войне началась несколько неудачно, если не сказать хуже.
До конца 1940 года Люттвиц был не в состоянии вернуться к обязанностям командира батальона. Однако в этом назначении большого удовлетворения он не нашел, потому что 1-й разведывательный батальон оставался на Востоке, в то время как другие танковые части покрыли себя славой во время шестинедельного похода во Францию. Люттвиц прохлаждался в Пруссии, занимаясь охотой на лис и совершая конные прогулки по сельской местности.
Он чувствовал себя крайне расстроенным, поскольку был амбициозным и патриотически настроенным офицером, которому больше всего хотелось бросить своих солдат в бой.
Командир 18-й танковой дивизии генерал-майор Вальтер Керинг был тем человеком, который избавил оберстлейтенанта Люттвица от прозябания в глуши. 18-я танковая дивизия была создана ОКХ осенью 1940 года, в ответ на нелогичное требование Гитлера создавать больше танковых дивизий за счет ослабления стрелковых. Так, 101-й пехотный полк был переведен из 14-й пехотной дивизии в 18-ю танковую. Имелись предписания соответствующим образом оснастить его и обучить личный состав, превратив тем самым в моторизованное формирование. Тогда Керинг сделал особый запрос на Люттвица, потому что понимал, что у барона-пруссака был опыт подготовки людей, не умевших обращаться с автотранспортом.