主条目：西方战线_(第二次世界大战)、法国战役、不列颠战役和伦敦大轰炸
法国沦陷后驻巴黎的德国军队
1940年5月10日，假战结束，德国全面入侵中立国比利时、荷兰和卢森堡，并绕过法国沿德国边境的马其诺防线入侵法国。在占领荷兰、比利时和卢森堡后，德国转而反对法国，于5月13日通过阿登进入法国，法国认为该地区的地形使坦克和车辆无法通行，因此该地防御不足。大多数盟军都在佛兰德斯，预计第一次世界大战的施利芬计划将重新实施，并与法国本土隔绝。因此，加上德国优越的通信和战术，法国战役只持续了六个星期；远远短于几乎所有战前盟军的想法。6月10日，意大利向法国和英国宣战，但在这场战役中没有取得任何重大成功。法国政府逃离巴黎，法国于6月22日投降。为了进一步羞辱法国，希特勒安排在1918年签署德国投降书的同一辆铁路客车上的贡比涅森林签署投降书。投降将法国分成两大部分；北部由德国控制，南部由法国控制，以维希为基地，被称为维希法国，是一个德国扶持的傀儡国家。许多法国士兵以及其它被占领国的士兵逃到了英国。戴高乐将军宣布自己是自由法国的合法领导人，并发誓要继续战斗。在出乎意料的迅速胜利之后，希特勒在1940年的陆军元帅典礼上提拔了12名将军为陆军元帅。
签署《苏德互不侵犯条约》的苏联外交部长维亚切斯拉夫·莫洛托夫向德国表示祝贺：
值此德国国防军取得辉煌成就之际，我们苏联政府致以最诚挚的祝贺。古德里安的坦克在苏联燃料的推动下突入阿布维尔附近的大海，德国的炸弹将鹿特丹夷为平地，里面装满了苏联的焦木蛋白，击中从敦刻尔克撤退的英国士兵的弹壳是由苏联的铜镍合金铸造的……
1941年4月24日，苏联对位于德国占领区的维希政府给予了充分的外交承认。[16]
法国的沦陷使英国孤立无援。英国首相内维尔·张伯伦在战争中辞职，由温斯顿·丘吉尔接任。英国军队的大部分从法国北部的敦刻尔克撤退，数百艘小型民用船只被用来将部队从海滩运送到等待的军舰上。有关德军装甲师如果向前推进，是否可以单独击败这些士兵，有很多争论，因为坦克师过度扩张，需要大量改装；无论如何，希特勒选择听从纳粹德国空军领导人赫尔曼·戈林的建议，允许德国空军单独攻击盟军，直到德国步兵能够前进，给英国军队一个撤离的时间。后来，许多撤离的部队成为诺曼底登陆的重要组成部分。
英国拒绝了德国几次秘密和平谈判。德国在占领的法国北部集结空军，为可能的入侵做好准备，代号“海狮计划”，认为空中优势对入侵至关重要。德国空军对抗英国皇家空军的行动被称为不列颠战役。最初，德国空军集中力量在地面和空中摧毁英国皇家空军。后来，他们在闪电战中转而轰炸英国主要和大型工业城市，试图将英国皇家空军的战斗机击退并彻底击败，但这两种方法都没有成功将英国皇家空军减少到可以获得空中优势的程度，对英国的入侵计划在1940年9月暂停。
闪电战期间，英国所有主要工业、教堂和政治场所都遭到了猛烈轰炸。伦敦遭受的损失尤其严重，几个月的几乎每晚都遭到轰炸。其它目标包括伯明翰和考文垂，以及具有重要战略意义的城市，如普利茅斯海军基地和赫尔河畔金斯敦港。由于欧洲没有地面部队发生直接冲突，空中战争引起了全世界的关注，虽然英国皇家海军参加了大西洋战役，英国突击队的多次突袭被占领的欧洲目标。丘吉尔在谈到参加战斗的英国皇家空军人员时有一句名言：“在人类冲突领域，从来没有这么多人欠这么少人这么多”。