1944年6月6日，美英盟军大规模进攻的日子来到了。美英军队在欧洲开辟第二战场的战争在黎明时分开始了，第1梯队美、英3个空降师的1.7万人，乘1200架运输机，在大西洋壁垒身面空降成功，他们的背上或胸前都捆有弹药和装备。一些伞兵将从防线的后方攻击德军阵地，摧毁德军的通讯设施。一些伞兵将要去攻占桥梁，夺占机场，破坏道路和交通。接着第一批登陆部队在舰炮和飞机的掩护下，强行登陆，他们顶着狂风恶浪，冒着德军的枪林弹雨，在五个地段同时登陆。
在6日上午，各个登陆点已基本突破了德军防地，建立了稳固的滩头阵地，美军在奥马哈登陆地段内遇到了德军的激烈抵抗。登陆舰不顾德军的炮火将大批部队送上海滩。7日，已有近18万人的美英军队登陆，12日各个登陆场已连成一片。直到这时德军才从最初的打击中清醒，确认盟军是从诺曼底而不是从加来登陆，急调部队增援诺曼底，但这显然已经晚了。
这次登陆行动盟军已经策划了很久，1943年卡萨布兰卡会议上美英就达成协议，联合在西欧登陆，开辟第二战场，同年12月在德黑兰会议上，美、英、苏三国首脑最后商定，1944年5月，由美英军队在法国诺曼底地区实行登陆，战役代号“霸王”。由美军上将艾森豪威尔任西北欧盟军最高司令，指挥这次战役。艾森豪威尔上任后，展开了登陆计划，在英国秘密集结了大量的兵力，计有加拿大第1集团军、英第2集团和美第10集团军，约150万人，6000余艘舰船和上万架飞机。
盟军为了此次登陆作战的成功进行了大量的准备工作。美英军进行了长期的侦察，查明了登陆地域内德军防御配备，空军对德军的运输和雷达系统进行了轰炸，使其基本陷于瘫痪。同时，还采取了一系列战役伪装措施，以调动德军兵力，达到登陆的突然性。盟军有意泄漏情报，使德军了解盟军将在加来登陆，同时在加来海滩对面设置了大批飞机、坦克模型，造成集结重兵的假象，使德军统帅部误认为盟军在加来登陆，从而调集重兵防守加来，而诺曼底地区只留6个师防守。
英美盟军原定6月5日实施登陆，不料从4日开始天气突变，海面刮起了6级以上大风，许多已编队的登陆舰艇只得返港待机。艾森豪威尔听取气象学家的意见，了解到6日至8日将出现一个适宜登陆的好天气，当机立断，决定6日晨开始登陆。而德军没有掌握这一情况，仍认为盟军不可能在这样恶劣的天气里登陆。当英美军队登上诺曼底海滩时，负责指挥反登陆作战的德军总指挥隆美尔将军还呆在他德国的家里休假呢。
盟军登陆后迅速扩大战果。18日，美军切断了科唐坦半岛。21日向瑟堡发起了进攻，美、英的战列舰和重型巡洋舰轰炸了瑟堡海岸线，德军用装备有50-MM大炮的炮兵进行反击，双方发生激烈战斗。
6月27日，瑟堡守军被迫投降。至7月初，已有美英军100万人、17万辆车登陆。7月18日，美军经过8天的围攻后，从德军手中夺取了圣洛，切断隆美尔同前线德军的联系。与此相呼应，英军在7月9日攻占了另一交通枢纽卡昂。至7月24日，盟军完全占领了诺曼底地区，登陆战胜利结束。