7 сентября начались массированные налеты бомбардировщиков Люфтваффе на Лондон. Над столицей Великобритании, а также ее окрестностями развернулись ожесточенные воздушные бои. В течение 7–16 сентября счет Мёльдерса в этих схватках вырос на три «Спитфайра» и два «Харрикейна».
Вскоре после полудня 20 сентября в бою в районе мыса Данджнесс Мёльдерс в течение двух минут сбил пару «Спитфайров» из 92 Sqdn. RAF: X4417 пайлэт-офицера Говарда Перри Хилла (Howard Perry Hill), имевшего на счету пять побед, и N3248 флайт-сержанта Эйлеса (P. R. Eyles). Оба пилота погибли.
Вот как описывал этот бой его ведомый Георг Клаус:Первый же истребитель, принадлежавший новозеландцу Хиллу, упал на побережье, причем в лес. «Спитфайр» застрял в густой кроне высоких деревьев, и потому его и останки летчика нашли лишь месяц спустя.
В тот день Мёльдерс первым среди летчиков-истребителей Люфтваффе достиг рубежа в 40 побед, и на 21 сентября был награжден Дубовыми Листьями к Рыцарскому Кресту. Он стал вторым по счету человеком, удостоенным этой высшей на тот момент военной награды Третьего рейха. Его опередил командир 3-й горно-стрелковой дивизии генерал-лейтенант Эдуард Дитль (Eduardt Dietl), получивший Дубовые Листья 19 июля. Для награждения Мёльдерса вызвали в Берлин, в новую рейхсканцелярию фюрера, поскольку по статусу награды вручать ее должен был только глава государства.
Вернувшись в свою эскадру, Мёльдерс продолжил боевые вылеты. И 25 сентября его имя уже в третий раз фигурировало в сводке Главного командования Вермахта. Вечером 27 сентября он в бою около Мейдстона сбил «Спитфайр» Mk.I P9364 флайт-сержанта Эрнеста Скотта (Ernest Scott) из 222 Sqdn. RAF. Английский пилот, успевший перед этим в том бою одержать свою пятую и, как оказалось, последнюю победу, погиб. На следующий день в районе городка Литтлстон-он-Си, расположенного на берегу Па-де-Кале, в 2 км восточнее Нью-Ромни, жертвой Мёльдерса стал «Спитфайр» из 41 Sqdn. RAF. Однако его пилоту – пайлэт-офицеру Джорджу Беннионсу (George H. Bennions) – все же удалось дотянуть до своего аэродрома.