盟軍司令艾森豪和義大利巴多格里奧政府分別廣播停戰宣言，宣布義大利無條件投降。規定義大利應盡一切努力拒絕給予德國人對抗盟國的便利條件，盟軍有權自由使用義大利的飛機場和海軍基地。

在1943年11月開始的德黑蘭會議上，美國和英國再次明確表示1944年開闢歐洲第二戰場的決心、蘇聯則希望儘快確定此次作戰的盟軍最高司令人選。艾森豪在會後被任命為指揮霸王行動的盟軍最高司令。

　　1944年1月中旬，艾森豪抵達倫敦，組建盟國遠征軍最高司令部。經美英聯合參謀長會議同意，艾森豪任命特德為副司令，史密斯為參謀長，布萊德雷為美國地面部隊司令，蒙哥馬利為英國地面部隊司令，拉姆齊為海軍司令，利馬洛里為空軍司令。按照艾森豪設計的體制，上述軍種司令擔負著雙重角色：一方面，軍種司令是最高司令部成員，參與最高司令部制訂計畫的工作；另方面，軍種司令是整個軍事行動中指揮具體作戰的司令，擁有各自的司令部。為了獲得諾曼第地區的制空權，艾森豪將在英國的戰術與戰略空軍完全置於其控制之下。
　　他把首批登入部隊由三個師增加到五個師，其它細節交由蒙哥馬利和布萊德雷去負責處理，自己則去關心他認為更為重要的問題。艾森豪意識到，制空權的問題是至關重要的，也是最困難的問題。他要求英國的空軍應在他的控制之下進行諾曼第之戰。這個決定遭到英國戰略空軍司令哈里斯的反對，這使一貫處事謹慎，態度和藹的艾森豪大動肝火，他於3月23日宣布：“如果這個問題不能獲得滿意的解決，我將呈請辭職。”英國的參謀總長不得不同意把戰略空軍交由艾森豪指揮。美國空軍和其他有關國家的空軍也都作了同樣的安排。接著，他與法國人又達成了忍受損失的協定。這樣，制空權的問題就被艾森豪解決了。
　　早在1943年3月，盟軍就在倫敦成立聯合參謀機構，研究和擬制歐陸作戰計畫。艾森豪在原有計畫的基礎上主持制訂的霸王作戰綱要包括：在諾曼第海岸登入並突破敵軍的防禦陣地；用兩個集團軍群實施寬大正面追擊，重點是在左翼取得必需的港口，進逼德國邊境並威脅魯爾，右翼要同從南面進攻法國的兵力相連線；取得比利時、布列塔尼以及地中海的港口，以便沿著德國占領區的西界建立新的基地；按照兩翼包圍魯爾的方式發動最後進攻，重點再次放在左翼，隨後朝著當時決定的特定方向直接突入德國；攻擊發起日定為1944年6月5日。與此同時，集中於英國的盟軍加緊進行以兩棲登入作戰為重點的協同作戰演練，相當數量的登入艇、特種坦克等逐步裝備部隊；空軍頻繁出動，以重創德國空軍，掌握制空權，孤立突擊地帶；情報部門通過超級和魔術破譯機構獲取德軍情報，氣象部門則密切注視氣候變化；開始製造人工港和防波堤，敷設通過海峽的輸油管道，採取軍事欺騙措施，使德國最高統帥部判斷失誤。霸王行動實施前夕，盟軍在英國共集中兵力38個師(287萬)，坦克5000餘輛，艦艇9000餘艘，飛機13000餘架。
　　處於防禦地位的倫德施泰特的德軍西線部隊(轄隆美爾的B集團軍群和布拉斯科維茨的G集團軍群)共59個師；施佩勒的空軍第3航空隊和克蘭克指揮的西線海軍集群，力量明顯薄弱。令人費解的是，倫德施泰特和隆美爾頗受限制：無權向施佩勒或克蘭克下達命令；未經最高統帥部批准，無權調動任何裝甲師；戰鬥行動地域及防守沿海地區的所有陸軍部隊管轄的範圍，縱深不得超過20英里。此外，倫德施泰特、隆美爾和最高統帥部之間在防禦計畫方面亦有較大分歧。
　　6月4日，在盟軍作戰會議上，艾森豪根據氣候形勢的變化，果斷地決定將攻擊發起日改為6月6日。
　　1944年6月6日凌晨．霸王作戰開始實施。聯軍的傘兵和空運部隊首先開始在諾曼第著陸，接著是海空軍進行炮擊轟炸，6時30分，4000多艘戰艦載運的五個師12萬人在海空軍的火力掩護和特種坦克的引導下向諾曼第海灘發起衝擊，到深夜就取得了初戰勝利，登入成功。
　　灘頭爭奪戰時期，盟軍(蒙哥馬利的第21集團軍群，轄美國第1集團軍和英國第2集團軍)主要通過激戰來鞏固和擴大登入場。7月，盟軍在攻占瑟堡和岡城之後，登入場擴大為正面寬100公里、縱深過50公里的地帶。7月25日至30日，美軍的眼鏡蛇戰役實現了對德軍防線的突破。8月1日，布萊德雷指揮的第12集團軍群(轄美國第1集團軍和第3集團軍)組成，隨後，美軍橫掃布列塔尼。盟軍挫敗莫爾坦反攻後，發現可在法萊斯形成對德軍的包圍圈。艾森豪命令實施圍殲德軍的作戰。自8月8日起，盟軍通過機動兵力從北、西、南對法萊斯形成包圍態勢。至20日，德軍被俘5萬，死亡l萬。諾曼第戰役至此結束，德軍損失約40萬人，盟軍損失約21萬人。8月25日，盟軍解放巴黎。