1939年9月1日凌晨，波兰战役爆发，德国军队利用夜幕的掩护，在2000多架飞机的支援下，对波兰发动突然袭击，波德战争和中国抗日战争的打响，意味着一场世界性的战争——第二次世界大战的全面爆发。当航空兵和装甲部队结合起来时，全世界第一次领教了“闪击战”的威力。9月3日，英国和法国对德国宣战，虽然英国和法国之前已经保证会确保波兰的安全，但是波兰军队的奋力抵抗并没有得到英法两国任何有效的军事支持。最终波兰的军队还是被装备精良、战术强大的德军击败。9月6日，波兰政府逃离华沙。9月17日，华沙保卫战开始，几乎在同一天，苏联红军进入波兰东部。9月27日，德军占领华沙。波兰再一次遭到瓜分。波兰在复国20年后，又一次消失了。此同时西线的法德边界却毫无动静，英法等国违背了自己许下的“如果德意志帝国胆敢入侵波兰，英法联军将直捣鲁尔谷地”的诺言，屯重兵却躲在钢筋水泥的工事后面，眼睁睁地看着一个堂·吉诃德式的小国抵抗着强大邻国的侵略，取而代之的只是在外交上的谴责而已。从1939年9月1日战争爆发开始，直到1940年5月10日，德意志帝国才和英法爆发正式冲突，这段和平的时期被德国人叫作“静坐战”(绥靖政策），西方则称为“假战”。希特勒在占领波兰后，对西方的绥靖一语道破：“对于这种结局，波兰人应该感谢他们的英法朋友。”
1940年4月9日德国展开威塞尔演习（Weserübung）计划，进攻丹麦和挪威。德国人声称这是为了防止英法首先占领挪威这个原本中立的国家，从而切断德国从瑞典进口矿产的道路。英国海军成功地封锁了挪威港口，并且在挪威登陆。德军撤退到挪威腹地并据此坚守。英国军队无法肃清德军，加上西线战事爆发随后撤退，挪威被德国占领。
1940年5月10日，德军决定采用改良过的施里芬计划(亦称为曼斯坦因计划)分为A、B、C三个集团军绕过马奇诺防线侵略了比利时、荷兰和卢森堡和法国。
第一阶段作战：5月13日德军A集团军按曼施坦因意图通过法国防守力量薄弱的阿登地区进入法国，盟军在阿登山地因为德军的奇袭完全无法组织有效的抵抗。德国坦克师强渡马斯河，5月13日攻陷了法国南部战略要地色当，而同时德军B集团军在空降兵配合下入侵荷兰、比利时，来吸引跟牵制位于比利时平原一带的英法盟军主力部队，使A集团军得以更加顺利的从法国北部附近通过英法联军主力部队之侧翼，来构成曼斯坦计划中的大包围。到5月19日德军装甲师已经抵达离英吉利海峡只有50英里处。5月24日，德军装甲部队已经逼近法国的北部港口敦刻尔克，但却在这时接到停止前进的命令。这个命令被证明是致命失误，被包围的盟军开始执行“发电机计划”，即敦刻尔克大撤退（保留了反攻的有生力量）。850艘各种类型、动力引擎、大小的船只舰队大量跨海集中到敦刻尔克，5月27日开始撤走了第一批士兵，到6月4日时已经有超过33万人成功逃脱，其中23万是英国远征军。这次的撤退虽为英国避免了全军覆没的悲剧，但也丧失了大量的物资和武器装备，士气亦一度低落。
第二阶段作战：1940年6月10日，德军开始正式全面入侵法国本土，由于先前在低地国地区丧失了大部分的军事力量，所以德国的装甲部队纷纷进行一场竞速比赛，很快的就深入了法国中央，6月17日，首都巴黎被攻占，6月25日，为了羞辱法国人，希特勒选择在第一次世界大战德国停战签字的贡比涅地区的福煦车厢内签署与法国的停战条约。根据此项条款，法国中部和北部三分之二的领土疆域由德国武装部队来进行实质占领，而南部地区则成立由贝当执政的附庸政权：维希政府。
从德国展开西线进攻到法国败降只经历了6个星期，闪击战的威力让法国体会到了亡国的耻辱。法国的战败令英国必须独自面对德国。
占领法国后德国空军就在法国北部集中，准备可能的登陆英国（海狮计划）。德国决定首先进行空战消灭英国皇家空军，这即不列颠战役。但事实上很多人认为登陆战根本就不切实际，因为即使德国空军能够将皇家空军赶出南英格兰，剩余的英国空中力量仍有可能在英格兰中北部对德国登陆造成威胁，德国的登陆部队很有可能被英国海空力量切断，然后逐个消灭。
但是德国人似乎没有意识到这点，他们在8月5日发动了“鹰计划”，即对英国的大规模空中打击，从而为陆军登陆扫除障碍。在战役的高峰，8月24日到9月6日德军每天平均出动1000多架飞机，凭借着数量上的优势与已经十分疲劳的皇家空军飞行员作战，虽然英国拥有先进的雷达技术，他们还是损失了四分之一的空军飞行员。
英国空军也不时在夜间轰炸欧洲大陆。8月25日晚上皇家空军第一次对柏林进行了轰炸。德国在关键时刻决定改变战略。他们开始对英国的主要城市狂轰滥炸，希望能够摧毁敌人的信心，令敌人迅速投降。这为英国的飞行员提供了喘息的机会。但轰炸也对英国造成了严重影响，几乎所有的英国工业重镇遭到袭击，伦敦更是从9月7日到11月3日连续57个夜晚遭受轰炸，其他受袭击的城市还包括工业城市考文垂和伯明翰，以及一些港口和海军基地等。
当时在欧洲大陆没有大的地面冲突，因此空战成了主要的战事。不列颠战役的最终结果是，希特勒在9月17日下令“无限期推延”海狮计划，德国登陆英国的企图宣告失败。另一个令希特勒取消海狮计划的主要原因，他已将战略目标由西欧转向了苏联。
1941年6月22日，德国集结前所未有的巨大兵力，包括其仆从国在内的195个师，4300辆坦克，47000门火炮，60万辆运输车和4980架飞机，共计550万人，发动对苏联的突然袭击，该军事行动代号为“巴巴罗萨”，苏德战争开始了。苏联将这场战争称为“伟大的卫国战争”，也叫苏联卫国战争。
而除了德国以外，意大利、匈牙利和罗马尼亚的部队在希特勒的要求下也对苏联发动袭击。另一个参与进攻苏联的国家是芬兰，由于苏联在建立“东方战线”的时候侵略芬兰，并割占了芬兰的部分土地，所以芬兰在1941年6月25日宣布将攻击苏联，以取回其在两年前的冬季战争中所丧失的土地。芬兰在战争初期夺回被苏联割占的土地后就停止了进攻。另外芬军亦参与了对列宁格勒的包围。这场被称为“继续战争”的冲突持续到1944年。
在战事的最初几个星期对苏联红军而言无疑是一场灾难。由于斯大林对德国发动战争的时间和进攻方向估计的严重错误，加上许多红军将领在斯大林发动的肃反行动中丧生或者被流放而严重削弱了苏军的作战和指挥能力，苏联对德意志帝国发动的闪电战猝不及防，导致战争初期苏军损失惨重，战争前苏联著手建立的“东方战线”被德军坦克一碾而过，进而丧失了大片国土，白俄罗斯首府明斯克和乌克兰首府基辅等大城市相继被德国占领，苏联第二大城市列宁格勒（今圣彼得堡）也被包围，德军兵临莫斯科城下。值得一提的是1941年的基辅保卫战，苏军西南方面军在基辅被大规模围歼，苏军仅被俘人数就达60万人之多，这一战役也是人类历史上最大规模的包围歼灭战，此战导致苏联西南防线的溃退。
虽然一开始德国人打得极其顺利，但巴巴罗萨计划本身就存在着重大的漏洞，其中最严重的缺陷是其后勤补给。苏联广袤的土地意味着如果德军行动过快，后勤补给将无法及时跟上。所以尽管1941年11月初，克里姆林宫已遥遥在望，苏联政府和外国使馆已迁往莫斯科以东800公里的古比雪夫（今萨马拉），但11月7日斯大林依然如往年一样在红场进行十月革命节阅兵，受阅部队刚刚接受完检阅即被投入战场，到1941年12月5日德国人的攻势被遏止时，他们的后勤补给线已经达到极限，再加上战线后方苏联游击队的不断破坏，前线部队的进攻已经难以维继，德军不可战胜的神话就此粉碎。巴巴罗萨计划最初制订时认为苏联红军会在冬天来临之前就崩溃，但真实情况是苏联部队始终能够组织有效抵抗。这一错误的估计严重影响了德国人的计划。另外，苏联人在撤退时采取了焦土政策，他们坚壁清野，令德国人的后勤问题更为突出。当冬天来临时，大量德国士兵因苏联严寒的冬天和苏联的反攻而死亡。
当德军占领了大部分苏联东欧部分的土地后，这场战争中最大的悲剧开始了：围攻列宁格勒。当德意志帝国与芬兰的部队分别从南方和北方抵达列宁格勒外围后，希特勒下令必须“将列宁格勒从地球上清除”，命令消灭城内的所有人口。德军开始包围列宁格勒以切断来自外部的援救物资，同时用炮击和空军轰炸。包围持续了900天，在饥饿、严寒和恐惧的氛围中，大约100万平民死亡－－其中80万死于饥饿；但列宁格勒始终没有向纳粹屈服。著名音乐家肖斯塔科维奇为此创作了举世闻名的《第七交响曲》（又称《列宁格勒交响曲》）去表现苏联军民在列宁格勒保卫战当中的英勇抗争及为此而付出的巨大牺牲。
在忍受了1941年末1942年初寒冷的冬天后，1942年7月，德军开始准备进一步的进攻行动。进攻高加索地区、伏尔加河地区的斯大林格勒（今伏尔加格勒）。德军始终未能完全占领这座城市，并在进攻过程中遭受了重大的损失。
希特勒的犹豫不决、高级将领们对改变计划的不满以及过长的补给线，以及苏军的顽强抵抗，令斯大林格勒的巷战成为德国士兵的噩梦。当苏联红军发动反攻时，20个师的德军（还有2个罗马尼亚师）被切断了退路，德第六集团军被完全围困。随着食品、燃料和弹药的消耗，德军的阵地越来越小，直到最后一部分德军在1943年初投降。为了确保前线军官不会投降，希特勒提升第六集团军司令弗雷德里希·鲍罗斯为陆军元帅（历史上的德国陆军元帅没有一个投降过。鲍罗斯没有投降，但也没有“战到最后一兵一卒一枪一弹”，被苏军俘虏）。斯大林格勒战役以历史上最血腥的战役而加载史册，双方的损失都很惨重，大约有200万人死亡，其中50万是平民。该战役与中途岛海战同时成为二战最重大的转折点。
斯大林格勒战役之后，德军渐渐丧失战场的主动权，但苏联人也因为战争损耗太大而没有形成有效的进攻力量。1943年开始，苏军在战场上逐渐转入反攻。1943年夏天，苏德双方的军队集结于库尔斯克突出部，德军由曼施坦因将军领导下准备发动大规模的攻势，库尔斯克战役打响。库尔斯克战役是德军在东线的最后一次大规模攻势，也是历史上最大规模的坦克战役。由于苏联方面事先获得了情报，为库尔斯克突出部的防御制订了一个大规模计划。在他们的抵抗之下，德军装甲部队最多只前进了17英里。在该场战役以苏军的胜利结束后，红军就始终控制着战争的主导权，发动了一系列猛烈的攻势（苏联历史上称为十次斯大林突击），直到1945年5月2日占领柏林。1945年，继意大利后，德、日法西斯相继投降。
欧洲战区无论是东线或者是西线作战，都与英美两国在大西洋上与德国争夺运输线畅通与否有密切的关系。而这个运输路线当中又以美洲大陆往英国与欧洲大陆的部分重要性最高。美洲大陆前往英国的运输线担负维系英国持续作战的力量，以及累积返回欧洲大陆的行动所需要的一切资源。
在整个战争期间，德国海军实行“无限制潜艇战”的整体战略。德军始终将潜艇作为海军重中之重，德军依靠潜艇，极大弥补了德国海军水面舰艇与皇家海军相比的劣势。德国潜艇战术：“狼群战术”。
地中海战场是第二次世界大战的组成部分，自1940年6月10日意大利宣布正式参战开始，至1943年9月10日意大利海军舰队在马耳他岛向英国投降止。历时3年3个月。地中海海战主要是英美为首的同盟国与意大利、德国围绕着地中海海上交通线展开的争夺战。意大利和德国海军总共损失舰船389艘，吨位306423吨；商船损失132艘，吨位2106521吨。英美盟国海军损失舰船349艘，吨位506061吨。
1943年7月，盟军在西西里岛的登陆迫使墨索里尼的法西斯政府垮台，由巴多格利奥组成的新政府开始与美英秘密谈判，但由于在是否“无条件投降”问题上双方讨价还价，一再延误，使希特勒获得了充足的时间来加强其在意大利的兵力。希特勒在墨索里尼垮台后的次日便下令占领德意边境和法意边境的阿尔卑斯山的所有山口，并从法国和德国南部迅速集结了8个德国师，称B集团军群，由隆美尔元帅任司令，做好进军意大利的准备。8月初，隆美尔率部越过边境进入意大利北部，以支援驻守在意大利南部的凯塞林元帅的8个德国师。
盟军于8月17日夺占西西里岛后，决定继续进攻意大利本土。地面攻击部队为英国亚历山大将军指挥的第15集团军群，下辖蒙哥马利的英第8集团军和克拉克指挥的美第5集团军。
9月3日，意大利代表和盟国代表秘密签订了停战协定，当天凌晨，英第8集团军从西西里渡过峡窄的墨西拿海峡，在意大利的亚平宁半岛登陆，向意南部快速挺进。9月8日，英国广播公司广播了意大利投降的正式文告。9月9日凌晨，由克拉克指挥的美第5集团军在萨勒诺湾登陆。已有戒备的德军闻讯立即将80万意军解除武装，逮捕了大批意军军官，并于9月10日占领了罗马，控制了南至那不勒斯的意大利本土。意国王和巴多格利奥等仓皇乘潜艇逃到南端的盟军占领区。9月13日，希特勒派党卫军突击队将囚禁于大萨索山顶旅馆的墨索里尼营救出来，随后墨索里尼在希特勒的扶持下，在意大利北部成立了“意大利社会共和国”傀儡政府，与巴多格利奥政府对抗。10月13日，巴多格利奥政府正式退出“轴心”同盟，向德国宣战。同时，英、美、苏三国政府也发表宣言，承认意大利为共同作战一方。
1944年初，亚历山大指挥的第15集团军群为了打破僵局，加快战役进程，决定在加强正面进攻的同时，以一部分兵力在罗马南部小镇安齐奥实施登陆作战，从背后突破德军防线。
