Під час операції «Барбаросса» в 1941 році він був важко поранений і після свого одужання став командиром танку.
На початку 1943 року був командиром взводу в 6-й роті танкового полку СС «Дас Райх». Під час третьої битви за Харків взвод Гауптшарфюрера СС Вортмана знищив 27 протитанкових гармат і 2 піхотних знаряддя. За свої дії під час цієї битви Вортман був нагороджений Лицарським хрестом Залізного хреста 31 березня 1943 року.
В червні 1943 року стає командиром 6-ї роти в танковому полку СС «Дас Райх». Карл-Гайнц Вортман був вбитий в бою під час операції «Цитадель» 6 липня 1943 року.
Fellgiebel, Walther-Peer (2000) [1986]. Die Träger des Ritterkreuzes des Eisernen Kreuzes 1939–1945 — Die Inhaber der höchsten Auszeichnung des Zweiten Weltkrieges aller Wehrmachtteile [The Bearers of the Knight's Cross of the Iron Cross 1939–1945 — The Owners of the Highest Award of the Second World War of all Wehrmacht Branches] (German) . Friedberg, Germany: Podzun-Pallas. ISBN978-3-7909-0284-6.
Patzwall, Klaus D.; Scherzer, Veit (2001). Das Deutsche Kreuz 1941 – 1945 Geschichte und Inhaber Band II [The German Cross 1941 – 1945 History and Recipients Volume 2] (German) . Norderstedt, Germany: Verlag Klaus D. Patzwall. ISBN978-3-931533-45-8.
Scherzer, Veit (2007). Die Ritterkreuzträger 1939–1945 Die Inhaber des Ritterkreuzes des Eisernen Kreuzes 1939 von Heer, Luftwaffe, Kriegsmarine, Waffen-SS, Volkssturm sowie mit Deutschland verbündeter Streitkräfte nach den Unterlagen des Bundesarchives [The Knight's Cross Bearers 1939–1945 The Holders of the Knight's Cross of the Iron Cross 1939 by Army, Air Force, Navy, Waffen-SS, Volkssturm and Allied Forces with Germany According to the Documents of the Federal Archives] (German) . Jena, Germany: Scherzers Miltaer-Verlag. ISBN978-3-938845-17-2.
Thomas, Franz (1998). Die Eichenlaubträger 1939–1945 Band 2: L–Z [The Oak Leaves Bearers 1939–1945 Volume 2: L–Z] (German) . Osnabrück, Germany: Biblio-Verlag. ISBN978-3-7648-2300-9.