Тем временем западные союзники открыли Второй фронт в Европе. В декабре 1943 года на встрече в Каире Черчилль и Рузвельт назначили Эйзенхауэра главнокомандующим всеми предназначенными для вторжения сухопутными, военно-воздушными и военно-морскими силами. Место высадки было выбрано северное побережье Нормандии. 6 июня 1944 года после массированных авианалетов британских и американских ВВС на бетонированные береговые батареи противника, под прикрытием флота союзники высадились в Нормандии.

После успешного завершения высадки продвижение американских войск в северном направлении шло с поразительной быстротой. К 21 июня они подошли к Шербуру и 25 июня ворвались в старые, построенные несколько столетий назад для борьбы с англичанами форты. Шербур имел громадное стратегическое значение для союзников, испытывавших из-за недостатка портов большие проблемы со снабжением своих войск на континенте. Одновременно был разработан план операции «Кобра», которая должна была вывести войска союзников во внутренние области Франции.

Наступление американцев из района Сенло было остановлено только у ожесточенно оборонявшегося вермахтом Вира. В полночь на 7 августа немецкие войска Клюге перешли в контрнаступление. Первоначально они смяли позиции союзников, но затем сами попали в «котел» у Фалеза. Часть немцев смогла вырваться из «мешка», но союзники взяли в плен 50 тыс. немцев.

Еще до завершения боев за Фалез Эйзенхауэр принял меры, необходимые для дальнейшего развертывания операций. Теперь, когда немецкое командование в бесплодной попытке предотвратить наступление противника из Нормандии израсходовало все пригодные для маневренной борьбы дивизии, Эйзенхауэр получил свободу в выборе направлений и целей своих дальнейших действий. Когда стало намечаться окружение группировки противника в районе Аржантан —Фалез, 3-я американская армия получила задачу продвинуться к Орлеану, Шартру и Дре. Шартр и Дре были захвачены 16 августа, а Орлеан — на следующий день. Командованию вермахта нечего было противопоставить этому наступлению, так как Гитлер упорно продолжал настаивать на необходимости обороны Южной и Юго-Западной Франции. Через два дня передовые части 3-й армии вышли к Сене и создали плацдарм на правом берегу. Разведка, высланная в направлении Парижа, доложила, что весь район до французской столицы свободен от противника.

25 августа Париж был сдан без боя, и союзники вышли к Сене.

В отличие от американцев, почти не встречавших организованного сопротивления, британцам пришлось иметь дело с вполне боеспособными немецкими частями. После упорных боев за Руан преследование немецких войск англичанами стало неудержимым. 3 сентября британцы вступили в Брюссель, а не следующий день заняли Антверпен. Эти успехи произвели на британского командующего Монтгомери такое впечатление, что он обратился к Эйзенхауэру с просьбойобеспечить его армии бесперебойным снабжением, чтобы он смог развивать наступление вплоть до Берлина.

К середине сентября 1944 года продвижение союзников приостановилось. Тогда Монтгомери предложил при помощи десанта создать узкий коридор в Нидерландах по направлению к Арнему, через который можно отрезать вермахт в западной части Голландии и выйти в Рурский район, после чего повернуть на Берлин.

17 сентября 1944 года в намеченных районах началась высадка парашютистов, затем, после мощной артиллерийской подготовки в наступление перешли танковые части. С первых же часов проведения операции «Маркет-Гартен» оказалось, что немецкое командование располагает здесь гораздо более крупными силами, чем рассчитывал Монтгомери. Англичанам не удалось достичь внезапности, которая была главным фактором успеха операции, поэтому о молниеносном броске через Рейн теперь не могло быть и речи. В конце концов, после упорных боев в течение недели, Монтгомери отдал приказ об отводе остатков английских частей за Рейн. После провала наступления Монтгомери в Голландии, Эйзенхауэр вернулся к наступлению на широком фронте.

Поздней осенью Гитлер решил повторить прорыв через «непроходимые» Арденны. 16 декабря 1944 года вермахт и войска СС пошли в свое последнее крупное наступление. Немецкие танковые части, подобно паровому катку сметая на своем пути войска союзников, неслись к Маасу. 20 декабря Эйзенхауэр запросил у Монтгомери Оценку обстановки, а через два дня возложил на него командование всеми частями союзников севернее участка прорыва. В начале 1945 года прорыв был ликвидирован, чему помогла начатая советскими войсками на Восточном фронте Висло-Одерская операция.