Während des Zweiten Weltkriegs 1939 bis 1945 waren in der Kaserne verschiedenste Front-, Sicherungs-, Ausbildungs- und Ersatzeinheiten untergebracht. Die derzeit bekannten Belegungen ergeben sich insb. aus Buchquellen (Tessin), Gliederungen des Ersatzheeres (Oberkommando der Wehrmacht), Feldpost und Zeitzeugenberichten. Zu beachten ist an dieser Stelle auch, dass zur Unterbringung von Soldaten auch Räumlichkeiten außerhalb der Kaserne herangezogen wurden (insbesondere zu Kriegsbeginn im Spätsommer 1939). Hierzu zählten u.a.:
Im Sommer 1939, kurz vor Ausbruch des Zweiten Weltkriegs, wird auch Delmenhorst von den Vorbereitungen hierfür erfasst. Zunächst beginnt am 16. August die Mobilmachung für das Infanterieregiment 65. Vier Tage später beginnt die Verlegung des Regiments per Bahn mit zunächst unbekanntem Ziel. Erst in der Gegend um Köln wird klar, dass es als Besatzung einen Abschnitt des Westwalls im Raum Prüm übernehmen wird.
In dieser Zeit werden bereits erste Ersatz-Einheiten aufgestellt. In der Kaserne sind es das aus drei Kompanien bestehende Feldersatz-Bataillon 22 (18. August 1939, Ersatzeinheit für die in Bremen beheimatete 22. Infanteriedivision) und das Infanterie-Ersatz-Bataillon 65 (26. August 1939, 3 Kompanien, Ersatzeinheit für Infanterie-Regiment 65). Zumindest die Aufstellung letzterer Einheit geschieht durch Personalabgaben des Infanterie-Regiments 65.
Zeitgleich wird auch das im Barackenlager Düsternort liegende Ergänzungsbataillon des Infanterie-Regiments 65 herangezogen. Es bildet fortan das III. Bataillon vom neu aufgestellten Infanterie Regiment 489 und verließ vermutlich die Stadt. In Delmenhorst werden mit Beginn des Krieges auch Landesschützen als Sicherungseinheiten z.B. für die Bewachung von Kriegsgefangenen stationiert. Am 26. August 1939 werden der Regimentsstab des Landesschützen-Regiments 2/X sowie das sechs Kompanien starke Landesschützenbataillon XI/X aus Personal vom Infanterieregiment 65 aufgestellt. Das Landesschützen-Regiment wird kurze Zeit später aus Delmenhorst nach Polen verlegt.
Im weiteren Verlauf des Jahres 1939 sowie 1940 ergeben sich nahezu monatlich Veränderungen in der Belegung. Am 31. Oktober 1939 wird das Feldersatz-Bataillon 22 zum I. Bataillon des Sicherungsregiments 1. Vermutlich wird es zu diesem Zeitpunkt auch aus der Kaserne verlegt, da die Aufstellung durch den Wehrkreis XI in Hannover erfolgt.
Im November 1939 wird aus Bremen der Stab des Infanterie-Ersatz-Regiments 22 nach Delmenhorst verlegt. Bereits zum Monatsende wird dieser zur Neuaufstellung des Infanterieregiments 399 herangezogen. Diese Einheit wird in Munsterlager aufgestellt, Stab und I. Bataillon befinden sich anschließend am Standort Delmenhorst. Das I. Bataillon wird u.a. aus Personalabgaben des Infanterie-Ersatz-Bataillons 65 aufgestellt. Weitere Quellen verzeichnen auch Teile des II. Bataillons (Standort Oldenburg) in der Kaserne. Um den 6. und 7. April 1940 wird das Regiment per Bahn Richtung Dänemark verlegt, um am Unternehmen "Weserübung" zur Besetzung von Dänemark und Norwegen teilzunehmen (Beginn am 9. April 1940).
Noch im Dezember 1939 erfolgt die Neuaufstellung des Stabs vom Infanterie-Ersatz-Regiment 22, ein halbes Jahr später, im Juni 1940, wird die Einheit in Infanterie-Ersatz-Regiment 269 umbenannt. Das Infanterie-Ersatz-Bataillon 65 ist diesem Regiment unterstellt, ebenfalls drei in der Kaserne liegende Kompanien: Die Infanterie-Nachrichten-Ersatz-Kompanie 269, die Infanterie-Geschütz-Ersatz-Kompanie 269 sowie die Infanterie-Panzerjäger-Ersatz-Kompanie 269.
Durch Kampfhandlungen in Holland während des Westfeldzugs 1940 schwer gezeichnet, wird das Infanterie-Regiment 65 im Mai 1940 nach einigen Ruhetagen in Scheveningen über Kevelaer zurück nach Delmenhorst verlegt. In der Stadt gibt es einen Empfang für das Regiment. Nach kurzer Auffrischung erfolgt Anfang Juni 1940 die erneute Verlegung des Regiments nach Belgien, es sollte nicht mehr in seine Heimatgarnison zurückkehren.
Im März 1940 wird Landesschützen-Bataillon XI/X von Delmenhorst nach Sandbostel verlegt, als Nachrücker kommt das Landesschützen-Bataillon XV/X aus Oldenburg, bestehend aus vier Kompanien. Es bleibt bis zum Oktober 1940. Zwischenzeitlich, im April 1940, wird es in Landesschützen-Bataillon 665 umbenannt. Das Landesschützen-Bataillon 676 z.b.V. (drei Kompanien) wird am 7. August 1940 aus Dänemark nach Delmenhorst verlegt, es bleibt bis zum Jahr 1941. Dessen Nachfolger, das Landesschützen-Bataillon 666, ist in den Jahren 1941/42 in der Stadt stationiert. Weitere Landesschützen-Einheiten sind nicht verzeichnet/bekannt.
Im Zuge der "Neugliederung des Ersatzheeres" zum 1. Oktober 1942 gibt es wiederum diverse Veränderungen am Standort. Zunächst wird der Stab des Infanterie-Ersatz-Regiments 269 nach Nienburg verlegt. Ebenfalls dorthin verlegt werden die in der Kaserne stationierten und dem Regiment direkt unterstellten Kompanien (Nachrichten, Panzerjäger und Infanteriegeschütz).
Ferner erfolgt die Aufspaltung der Ersatztruppenteile in Ausbildungseinheiten und Ersatzeinheiten. Das Infanterie-Ersatz-Bataillon 65 wird in ein fünf Kompanien starkes Ersatz- und ein zwei Kompanien starkes Ausbildungsbataillon geteilt, beide Einheiten bleiben am Standort. Außerdem werden aus Bremen durch Teilung des dortigen Fla-Ersatz-Bataillons 52 das Fla-Ersatz-Bataillon 52 (vier Kompanien) sowie das Fla-Ausbildungs-Bataillon 52 (zwei Kompanien) nach Delmenhorst verlegt.
Schließlich erfolgt die Umbenennung der Infanterieeinheiten in Grenadiere. Am 7. November 1942 werden aus dem Infanterie-Ersatz- Bataillon 65 bzw. Infanterie-Ausbildungs-Bataillon 65 das Grenadier-Ersatz-Bataillon 65 bzw. Grenadier-Ausbildungs-Bataillon 65.
Kein halbes Jahr später, im April 1943, werden sowohl die Grenadier- als auch Fla-Bataillone wieder zu einer Einheit zusammengefasst, zum Grenadier-Ersatz- und Ausbildungs-Bataillon 65 bzw. zum Fla-Ersatz- und Ausbildungs-Bataillon 52.
Im Spätsommer 1944 werden als Folge der Invasion in Frankreich im Rahmen des Stichworts "Alarm Küste" beide Bataillone in die Niederlande verlegt. Gleichzeitig werden jedoch am Standort Delmenhorst wieder zwei neue Einheiten gleichen Namens errichtet. Belegt ist auch, dass die 2. Kompanie des Grenadier-Ersatz- und Ausbildungs-Bataillon 65 durch die 2./Grenadier-Ersatz-Bataillon 212 im Oktober 1944 abgelöst wird. Inwiefern auch andere Teile des Grenadier-Ersatz-Bataillons 212 zu diesem Zeitpunkt in Delmenhorst liegen, ist unbekannt, zumal dieses Bataillon kurze Zeit zuvor in Frankreich vernichtet und daraufhin neu aufgestellt wurde.
Mit näher rückender Front werden immer wieder Teile sowohl des Grenadier- als auch Fla-Bataillons zu Kampfeinsätzen in der Region eingesetzt, nicht einsatzfähige Teile des Grenadier-Bataillons verlassen Delmenhorst am 18. April 1945.
Ebenfalls zu Kriegsende, im März 1945, wird die Heeres-Flakartillerie-Ersatz-Abteilung 32 in Delmenhorst neu aufgestellt. Der Verbleib der Einheit ist unklar.
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