英、美軍隊在西歐開辟新的第二戰場，是蘇德戰爭爆發以后打擊德國、減輕蘇聯壓力的有效戰略步驟。由于丘吉爾別有用心的政治企圖，經過一年半之久的論爭，終于在1944年6月勝利地實施了諾曼底登陸戰役，從而使德國處于兩線作戰、面臨崩潰的絕境。第二戰場的開辟經歷了一個曲折的過程。蘇德戰爭初期，蘇軍處境險惡，斯大林于1941年7月和9月幾次致函丘吉爾，要求英國在歐洲開辟第二戰場，以牽制德軍攻勢，減輕蘇軍壓力。1942年4月，羅斯福批準了陸軍總參謀部制定的關于美、英軍隊準備于1943年向法國發動大規模進攻的“西歐作戰計劃”。在取得英國同意之后，羅斯福致函斯大林請蘇聯派特使商討這一作戰計劃。蘇聯外交人民委員莫洛托夫于6月訪問美、英并達成協議，商定當年在歐洲開辟第二戰場。可是，英、美政府只是把這當作外交支持和道義援助的手段，無意在1942年開辟第二戰場。這是因為英、美1942年難以積集強大兵力和運輸工具在法國登陸，英、美也不肯輕易作出重大犧牲，仍期望蘇聯能頂住德軍的攻勢。

羅斯福和美國陸軍參謀長馬歇爾上將主張美軍在1942年能夠同德國軍隊直接交鋒。但在何處作戰的問題上，丘吉爾從維護大英帝國利益的立場出發，更關心在北非、中東和地中海地區作戰。鑒于當時法西斯軍隊已攻入埃及境內，開羅和亞歷山大港處境嚴重，美、英于1942年7月確定秋天在法屬北非登陸(代號“火炬”)，進而同德、意軍隊交鋒。為了消除斯大林的疑慮，丘吉爾于8月前往莫斯科，同斯大林會談。丘吉爾在會談中極力證明1942年英、美不能在法國西北部開辟第二戰場，而必須推遲到1943年。他大肆宣傳“火炬”計劃，說英、美如能在年底占領北非，就可以威脅希特勒歐洲的腹部。為了說明他的論點，丘吉爾畫了一個鱷魚的圖形，指出在打鱷魚的硬鼻子時，也要攻擊它的柔軟的腹部。斯大林指責英國違背1942年6月會談公報，但對“火炬”計劃表示贊同。

1943年1月，羅斯福和丘吉爾在摩洛哥的卡薩布蘭卡舉行會議討論1943年作戰方針。丘吉爾力主擴大地中海戰場，馬歇爾主張橫渡英吉利海峽進入法國作戰，而羅斯福傾向于擴大地中海戰事。經過討論決定盟軍1943年發動攻占西西里島的攻勢。1943年5月，丘吉爾率三軍參謀長訪問華盛頓，參加代號為“三叉戟”的秘密軍事會議，丘吉爾和羅斯福決定將第二戰場拖到1944年春天開辟，并把決定通知斯大林。斯大林大為惱火，他在6月致羅斯福和丘吉爾的信中，措詞強硬地指責英、美不守信譽，一再推遲開辟第二戰場，表示蘇聯政府不能同意這個決定。英、美仍按原計劃于1943年7月實施了在西西里島登陸作戰。

但是，丘吉爾仍熱衷于他的巴爾干計劃。在墨索里尼垮臺以后，他主張盟軍進入巴爾干地區，以便同蘇聯爭奪東南歐，恢復英國在戰前的勢力范圍。這樣，所謂1944年春天開辟第二戰場的打算又將成為泡影。羅斯福不贊成巴爾干方案，因為他看到蘇德戰場形勢已發生根本變化，美國必須盡快開辟第二戰場，通過法國迅速進入歐洲大陸，同蘇聯爭奪歐洲。因此，8月在加拿大魁北克舉行的會議上，由于美國的堅持，會議確定1944年5月1日實施從法國打進歐洲大陸的“霸王”作戰計劃。1943年11月28日－12月1日，斯大林、羅斯福、丘吉爾在伊朗的德黑蘭舉行了三國首腦第一次會晤。開辟第二戰場問題是德黑蘭會議的主要議題。丘吉爾仍竭力游說他的巴爾干計劃，但遭到斯大林和羅斯福的一致拒絕。最后，會議決定1944年5月發動“霸王”戰役。這樣，爭論達一年半之久的第二戰場，終于確定了開辟的地點和時間，丘吉爾的巴爾干計劃徹底破產了。

從1944年初開始，在盟國遠征軍最高統帥艾森豪威爾主持下，美、英著手制定在法國北部諾曼底登陸作戰的計劃和進行各項準備工作。到登陸作戰時，已在英國準備好了陸軍三十九個師(在美國還有四十一五十個師即將運來)，各類飛機一萬三千多架，各類戰斗艦、登陸艇、運輸船只六千多艘，盟國陸海空三軍官兵總數二百八十七萬多人，其中美軍一百五十三萬多人。為配合登陸作戰，英、美空軍在登陸前加強了對法國境內鐵路、公路交通線和飛機場的轟炸，炸毀大量火車機車和德國飛機，完全取得了制空權。經過在大西洋的長期海戰，德國逐漸失去海上優勢，猖獗數年的德國潛水艇在英吉利海峽一帶只剩下三十六艘，盟軍完全取得了制海權。盟軍最高統帥部還巧用疑兵之計，通過集結艦隊、繁忙運輸、大量電訊等，造成盟軍司令部設在肯特，將在加來登陸的假象。德軍的注意力被吸引到加來海峽方面。

1944年6月6日，人類歷史上空前大規模的海陸兩棲登陸戰役開始了。是日凌晨，美、英二千三百多架運輸機和八百多架滑翔機，載著三個傘兵師向諾曼底海岸空降著陸。英、美空軍出動二千多架飛機，對德軍海岸炮壘和防御工事投彈七千六百多噸。隨后，盟軍名類飛機同時出擊，盟國海軍戰艦開始猛轟沿海敵軍陣地，以配合進攻部隊的登陸。在猛烈的炮火襲擊下，德兵傷亡慘重，只能龜縮在工事掩體里。晨六時半，盟軍開始登陸。海陸兩棲登陸的場面蔚為壯觀：進攻部隊由運輸艦送到離岸七——十一英里海面處后，改乘大小登陸艇馳抵予定的諾曼底五個灘頭登岸，以占領灘頭陣地。隨后，運載重武器、大炮、坦克和工程設備的大型登陸艇和登陸船直接開到岸邊，卸下人員、裝備和供應品。登陸艇上安裝各種火炮，靠岸時直接向敵人的海岸防御工事射擊。兩棲坦克一游上海岸就能直接投入戰斗。希特勒一直以為這只是牽制性的佯攻，仍認定盟軍登陸目標在加來地區，反對動用裝甲師。直至下午才醒悟過來，急令德軍全力反擊，但為時已晚。經過激烈戰斗，到6日晚，美、英、加拿大軍已占領了劍灘、朱諾灘、金灘、奧馬哈灘、猶他灘等五個灘頭，建立了牢固的立足點，有近十個師的兵力和大批坦克、大炮登岸。希特勒吹噓的“大西洋壁壘”已被突破。盟軍的后繼部隊和補給物資源源而來，到6月12日，幾個灘頭陣地已連接成一條陣線，有三十二萬六千多人、五萬四千多輛軍車和十萬多噸物資運到岸上。到7月初，登陸部隊已超過一百萬人，各種車輛十七萬七千多輛。盟軍一面鞏固和擴大灘頭陣地，占領科湯坦半島，于7月18日攻占圣洛和岡城，建立比較牢固的陣線，為摧毀西線德軍奠定了基礎。一面乘勝向法國內地挺進。經過一個月的激戰，盟軍打到塞納河畔。8月19日，巴黎人民舉行武裝起義，解放了自己的首都。8月25日，戴高樂的軍隊進入巴黎城。巴黎的解放，宣告了諾曼底戰役的結束。

諾曼底戰役使德軍遭到決定性的失敗。德軍損失嚴重，傷亡和被俘的總數逾四十多萬人，擊毀和被繳獲的坦克一千三百輛、軍車二萬輛。德國從此陷入兩線作戰、腹背受敵的困境，加深了第三帝國內部的危機。這次戰役還支援了蘇軍在東線的進攻，推動了歐洲被占領國家人民抵抗運動的發展。這些都加速了德國的敗降，縮短了世界反法西斯戰爭勝利的進程，在第二次世界大戰歷史中占有重要的地位。