Дивизия СС «Тотенкопф» была создана в октябре 1939 года, уже после нападения на Польшу. Она стала третьей дивизией Ваффен-СС после созданной в 1938 году «Лейбштандарт-СС Адольф Гитлер» и сформированной почти одновременно с «Тотенкопф» «Дас Райх». Основой дивизии стали созданные Эйке части СС «Мёртвая голова» (SS-Totenkopfverbände) и оборонный отряд СС «Данциг», к которым добавились новобранцы из «общих СС», «войск в распоряжении СС» и других подразделений. При этом некоторые части «Мёртвая голова» были включены не в «Тотенкопф», а в другие дивизии.

Дивизия «Тотенкопф» так и не участвовала в Польской кампании и получила боевое крещение в Французской кампании 1940 года. Недостаток опыта, крайне плохое снабжение и имевшие место ошибки командования (в первую очередь, самого Эйке) солдаты «Тотенкопф» компенсировали храбростью и самоотверженностью на грани фанатизма, что нередко приводило к большим потерям. Один из генералов назвал Эйке «мясником», имея в виду то, что Эйке совершенно не заботился о потерях в своей дивизии. Тем не менее, «Тотенкопф» внесла большой вклад в общий успех кампании, приняв участие в ряде сражений в Бельгии и на севере Франции. В мае 1940 Эйке был награждён планкой к Железному кресту 2-й степени (то есть повторное награждение) и Железным крестом 1-й степени. Уже в первые дни кампании проявилась жестокость, которую Эйке прививал своим подчинённым ещё во время службы в Дахау. 26 мая 1940 года солдаты «Тотенкопф» в деревне Ле Паради (фр. Le Paradis) в департаменте Па-де-Кале расстреляли 97 британских военнопленных. Дивизия была расквартирована на юге Франции до апреля 1941 года, когда началась переброска на Восточный фронт.

В составе группы армий «Север» под командованием генерал-фельдмаршала Вильгельма риттера фон Лееба в первые дни войны с Советским Союзом дивизия «Тотенкопф» успешно действовала в Прибалтике. Однако в самом начале кампании, 6 июля 1941 года, автомобиль, в котором Эйке ехал на свой командный пункт, подорвался на советской мине. Эйке сильно повредил правую ногу и был эвакуирован в Берлин, где лечился до сентября.

С 24 по 29 сентября корпус Манштейна, в который входила дивизия «Тотенкопф», отражал под Лужно, южнее озера Ильмень, контратаки советских войск. В эти дни дивизия Эйке в одиночку разбила три советские дивизии. За проявленную храбрость Эйке был представлен к Рыцарскому кресту (награждён 26 декабря). Во время Демянской наступательной операции, предпринятой советскими войсками зимой 1941—1942 гг., в котёл попали 6 дивизий, в том числе «Тотенкопф». Именно дивизия Эйке сыграла решающую роль в прорыве окружения, потеряв б́ольшую часть личного состава (около 80 %). За этот успех Эйке были присвоены звания обергруппенфюрера и генерала Ваффен-СС, а 20 апреля 1942 года (в день рождения Гитлера) он был награждён Рыцарским крестом с дубовыми листьями.

В октябре 1942 года остатки дивизии были переведены во Францию для пополнения. В ноябре она приняла участие в оккупации Вишистской Франции. Тогда же дивизия была преобразована в танковую гренадёрскую. Вскоре во всех танковых гренадёрских дивизиях СС танковые батальоны были увеличены до размеров полка, и «Тотенкопф» фактически стала полноценной танковой дивизией.

В январе 1943 года «Тотенкопф» была переброшена на восток для участия в сражении за Харьков. В ходе контратаки части «Тотенкопф» захватили город. Однако 26 февраля 1943 года самолёт Эйке Fieseler Fi 156 Storch, летевший в направлении деревни Артельное, был сбит пулемётным огнём. Эйке был похоронен с воинскими почестями в соседней деревне Отдохнино, один из полков дивизии был назван в честь Эйке. 4 марта 1943 года в официальной газете НСДАП «Фёлькишер беобахтер» был опубликован подробный некролог Эйке. После того, как советские войска освободили Украину, могила Эйке была уничтожена.