En juillet, la 1re compagnie autonome de chars de combat vient renforcer la 2e division blindée du général Leclerc en devenant une compagnie du 501e régiment de chars de combat[5]. Équipé de M4 Sherman, le régiment suit un entraînement au Maroc puis embarque pour l'Angleterre le [5]. Le , Alfred de Schamphelaëre débarque à Utah Beach avec la 2e division[2]. Engagé dans la bataille de Normandie, il s'illustre notamment lors de la prise d'Écouché où il attaque une colonne de camions et de chars puis en tenant pendant trois jours et trois nuit le secteur défensif que l'on lui a assigné[4]. Lors de l'avancée de la division en direction de la capitale française, il est blessé à Nogent-le-Rotrou mais, voulant à tout prix participer à la libération de Paris, il refuse d'être évacué[2]. Suivant le mouvement des forces alliées, il combat en Lorraine où le son char est détruit par un canon allemand. S'en sortant indemne, il remplace le chef blessé d'un autre char et continue le combat, prenant part à la prise de Baccarat et détruisant un char à Brouville, action pour laquelle il reçoit une citation[4]. Bénéficiant de quelques jours de permission en novembre, il ne participe pas à la prise de Strasbourg par la 2e division blindée mais rejoint cette dernière pour poursuivre la bataille d'Alsace[3]. Le , aux abords du village d'Herbsheim, Alfred de Schamphelaëre est chargé de dégager les abords d'un pont. Alors qu'il sort de son char pour constater le résultat de ses tirs, il est tué par le tir d'un sniper Allemand[3]. D'abord inhumé à Obenheim, son corps est ensuite transféré dans la Nécropole nationale de Sigolsheim[2], tandis que son nom figure sur la partie arrière du monuments aux morts de la Première Guerre mondiale à Fenain.
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