במקביל, בספטמבר 43, החלו אנשי "מטה המפקד העליון של בעלות הברית" (C.O.S.S.A.C), בגיבוש תוכניות הטעיה משלהם (נספח Y, ותוכנית Torrent) שהעלו רעיונות שונים: החל מפלישת דמה לאזור פה דה קלה לפני הנחיתה בנורמנדי, עבור לתוכניתו של קצין אמריקני, רלף אינגרסול (Ralph Ingersoll), למשוך תשומת לב הגרמנים למיצרי דובר על ידי ריכוז נחילי כלי שיט קטנים (בסגנון הפינוי מדנקירק, בתחילת המלחמה) בדרום מזרח אנגליה, לכאורה כדי לשנע 2 מיליון חיילים לכיוון פה דה קאלה וגמור בהטעיה והסחה מבניין הכוח המתהווה בדרום מזרח אנגליה לקראת הנחיתה בנורמנדי.
קולונל ביוון, שהשתתף בוועידת טהראן, הציג בפני מנהיגי בעלות הברית את עקרונות התוכנית וקיבל את ההנחיות המסכמות ב-6 בדצמבר 1943. עם שובו ללונדון, השלימו ביוון ואנשיו את טיוטת התוכנית (שכונתה מעתה "שומר ראש") והיא אושרה בחג המולד 1943 (25 בדצמבר 1943).
אחד מהמוטיבים החוזרים בתוכנית "שומר ראש" היה השימוש בהונאה פוליטית. קולונל ביוון סבר כי השימוש בהונאת תקשורת והונאה חזותית בלבד כדי להטעות את הגרמנים לא יספיק, בעיקר בהתבסס על ניסיונות קודמים להטעות את הגרמנים, שלא צלחו.
מבצע גראפהאם (Operation Graffham).
בתחילת 1944 הציע ג'ון ביוון תוכנית הטעיה פוליטית כוללת בשם "מבצע גראפהאם" כאמצעי לחיזוק תכסיסי ההונאה הגלומים ב"שומר ראש".
המטרה הפוליטית העיקרית של המבצע הייתה שוודיה ובכך לתמוך למעשה במבצע פורטיטיוד צפון שתכליתו הייתה להונות את הגרמנים כי בכוונת בעלות הברית לתקוף בגזרת נורווגיה. הרעיון המרכזי בתוכנית היה "לרמוז" כי בעלות הברית בונות קשרים דיפלומטיים ופוליטיים עם שוודיה, שנקטה נייטרליות במלחמה, וזאת כחלק מההכנות לפלישה לאירופה בנורווגיה.
ההכנות למבצע החלו בפברואר 1944 וכללו אף פגישות בין אישים פוליטיים ודיפלומטים בריטים לשוודים. הבריטים האמינו שאם ממשלת שוודיה תשתכנע כי קיים איום ממשי לפלישת בעלות הברית לנורווגיה, היא תעביר מידע זה לידיעת הגרמנים, שלא רק ייחשפו לצעדי ההונאה המודיעינית האחרים, אלא אף יקבלו אימות למידע זה ממדינה נייטרלית. אף על פי שנראה כי מבצע זה הוא "תאומו" של מבצע פורטיטיוד צפון (בחלקים הדיפלומטיים שלו), "גראפהאם" נשאר נפרד משאר מזימות ההונאה במרכיב חשוב אחד: היעדר כל תפקיד אמריקני בהונאה הדיפלומטית.
מדור הפיקוח של לונדון (LCS) בראשות קולונל ביוון קיבל אישור "להדליף" לידיעת הגרמנים על כוונה לצאת למתקפה משולבת, בריטית-סובייטית, באזור נרוויק נורווגיה, תוך גישה למתקני הצבא השוודי. לאחר בחינת מספר הצעות של מפקדי הצבא הבריטי, ניסח מדור הפיקוח של לונדון מסמך הצעה בן 7 בקשות שיוצג לממשלת שוודיה:
לאחר שיקולים נוספים הוחלט לוותר על בקשות רשות הנחיתה לתדלוק ותיקונים של מטוסי בעלות הברית, וכן להגיש את הבקשות בשלבים ולא במקשה אחת. נציגים בריטיים נפגשו עם מקביליהם השוודים והציגו בפניהם את הבקשות, לרבות מפגש בין קולונל ת'ורנטון עם מפקד חיל האוויר השוודי שהפגין אהדה עקרונית לבעלות הברית.
המבצע לא יצר את התהודה המודיעינית לה ציפו הבריטים ולמעשה מרבית הפקידים הבכירים השוודיים לא האמינו כי פלישת בעלות הברית לנורווגיה מעשית.
למרות תוצאותיו המעטות של המבצע, המשיכו בעלות הברית בבניית ההונאה על פלישה לנורווגיה במסגרת מבצע פורטיטיוד צפון. לבסוף, עובדתית, תגברו הגרמנים את כוחותיהם בנורווגיה ב-3 דיוויזיות, מ-9 ל-12 ובסה"כ הוצבו בנורווגיה 372,000 איש. 12 הדיוויזיות נשארו בנורווגיה עד תום המלחמה.
מבצע רויאל פלאש (Operation Royal Flush).
המבצע תוכנן ונוהל במהלך אפריל 1944 והמשיך את הגישה של "מבצע גראפהאם" בתמיכה בפעולות הטעיה אחרות של מבצע "שומר ראש" בזירות מערב אירופה והים התיכון, על ידי יזימת מהלכים פוליטיים ודיפלומטיים כלפי שוודיה, ספרד וטורקיה. המבצע המשיך את המאמץ שהחל במבצע "גראפהאם", כלפי שוודיה. שגרירי הממלכה המאוחדת, ארצות הברית וברית המועצות דרשו מממשלת שוודיה שלא להתיר כניסת כוחות גרמניים לתחומה בעקבות פלישת בעלות הברית לנורווגיה.
גם מבצע זה לא הביא את התוצר המודיעיני שתוכנן, שכן המודיעין הגרמני זיהה את שגרירויות בעלות הברית במדינות הנייטרליות כמו שוודיה, ספרד וטורקיה כ"מרכזי הטעיה בוטה" והתייחס לדו"חות מהם כמידע כוזב.
מבצע צפלין (Operation Zeppelin).
מטרתו של המבצע, שהתנהל בזירת הים התיכון, הייתה להשפיע על הגרמנים שלא להעביר כוחות מזירת הים התיכון לצרפת, על ידי יצירת איום בפלישה כביכול לאזור הבלקן (בעיקר האי כרתים ורומניה). מבצע זה נוהל על ידי "כוח A", יחידה שהתמחתה קודם לכן במבצעי הטעיה בזירת צפון אפריקה והמזרח התיכון. היחידה הפעילה את אותן שיטות כבעבר ודימתה את נוכחותן של הארמיות: 9, 10, ו-12 של הצבא הבריטי במצרים. דאדלי קלארק, מפקד "כוח A", עשה שימוש בכל תכסיס שהיה מצוי באמתחתו כולל תקשורת רדיו, הונאה ויזואלית ואמצעי תעמולה תוך שהוא התבסס על יחידות קיימות באזור (הדיוויזיה ההודית ה-10) ויחידות אחרות שכלל לא נכחו במצרים (הדיוויזיה המשוריינת ה-8, דיוויזיית חי"ר ה-34). היטלר ייחס אמינות רבה למידע על נוכחות מוגברת וגדולה של כוח אויב צבאי במצרים, בעוד שלמעשה שהו במצרים 3 דיוויזיות בלבד שאף לא אחת מהן הייתה בכשירות קרבית למבצע פלישה כלשהו. חלק מתוכניות הפלישה התאורטיות בזירת הים התיכון כללו אף תוכנית פלישה מדומה על ידי כוחות סובייטיים לחופי וארנה שבבולגריה.
הפיקוד העליון הגרמני התייחס ברצינות ל"איומים" שיצר המבצע, ובהנחיה מ-1 בינואר 1944 למפקד הכוחות הגרמניים (זירת דרום-מזרח), הרחיק עד כדי אזהרה מפורשת כי מאמצי בעלות הברית בצפון מערב אירופה ייתכן ואינן אלא הסחה מפני פלישת פתע באזור הבלקן.
כדברי גנרל הנרי מייטלנד וילסון ("ג'מבו") הבריטי, המפקד העליון של כוחות בעלות הברית בזירת הים התיכון: "באופן כללי, תוכנית צפלין השיגה את מטרותיה הרצויות..."
מבצע פורטיטיוד (Operation Fortitude).
מבצע הטעיה שהיה הליבה המרכזית במבצע "שומר ראש". נחלק לשתי תוכניות משנה: פורטיטיוד צפון (כלפי נורווגיה) ופורטיטיוד דרום (כלפי פה דה קאלה).
שתי רגליים עמדו בבסיס התכנון והביצוע של מבצע זה: הקמת עוצבות צבאיות פיקטיביות (הארמייה הבריטית ה-4 בסקוטלנד, וקבוצת הארמיות האמריקאית הראשונה FUSAG באנגליה), והפצת מידע כוזב אודות כוונות הפלישה של בעלות הברית על ידי רשת סוכנים גרמנים שנלכדו על ידי המודיעין הבריטי והוסבו לסוכנים כפולים. מטרת המבצע הייתה ליצור איום מדומה כלפי נורווגיה ופה דה קאלה כדי להרחיק את תשומת לב הגרמנים מההכנות לפלישה לנורמנדי.
בעוד שבמבצעי נחיתה קודמים של בעלות הברית כמו צפון אפריקה וסיציליה, שם הצליחו בעלות הברית לגרום לגרמנים להאמין שההתקפה תבוא במקום שלא באה, הרי שפורטיטיוד נועד לגרום לגרמנים להאמין שההתקפה תבוא במקום שלא תבוא ושההתקפה האמיתית שתבוא היא למעשה הטעיה. כל אחת משתי מטרות אלו הצריכה שכנוע של הגרמנים שכוח הפלישה של בעלות הברית גדול פי שניים ממה שבאמת.
ב-2 ביוני דיווח בלצ'לי פארק על סמך פענוחי ה"אולטרה", כי הגרמנים מצפים לנחיתה ראשונית בנורמנדי או בברטאן, ולאחריה למאמץ העיקרי בפה-דה-קאלה. נראה היה כי הגרמנים הולכו שולל בעקבות מבצע פורטיטיוד.
מבצע איירונסייד (Operation Ironside).
בעוד שמבצע פורטיטיוד היווה את ליבתו של מבצע שומר ראש בתמיכה בנחיתה בנורמנדי, הוצאו אל הפועל כמה תוכניות הטעיה קטנות יותר שהוסיפו בלבול לתמונת ההונאה הכוללת מול הגרמנים. אחד מהם היה מבצע "איירונסייד". תשדורות גרמניות, שיורטו על ידי המודיעין הבריטי במהלך ינואר 1944, לימדו כי בלב הפיקוד הגרמני התבסס חשש מפני אפשרות של נחיתות בחופי מפרץ ביסקאיה ובמיוחד בסמוך לבורדו.
בסביבות בורדו היה פרוש כוח ניכר של הצבא הגרמני ובייחוד דיוויזיית השריון הממוכנת ("פאנצרגרנדיר") מס' 17 של הס"ס. כל שעה שטנקים אלו יישארו במקומם, במהלך הפלישה לנורמנדי, תועיל מאוד. כשם שמבצע פורטיטיוד נועד לרתק את הארמייה ה-15 הגרמנית לאזור פה דה קלה, נועד מבצע איירונסייד ליצור איום דמיוני על בורדו. סיפור ההונאה שבמבצע דימה מתקפה של בעלות הברית, 10 ימים אחרי D-Day, אותה יפתחו כביכול שתי דיוויזיות, שיפליגו מנמלי חופה המערבי של אנגליה וינחתו במפרץ ביסקאיה באזור שפך נהר גארון, כשאחריהם יגיע כוח אמריקאי של 6 דיוויזיות, שיפליג ישירות מארצות הברית. "האיום" תוכנן להתממש במלואו החל מ-29 במאי 1944 ולהימשך עד 28 ביוני. את התרומה העיקרית להטעיה זו תרמה רשת הסוכנים הכפולים שבהנחיית וועדת XX, באמצעות דיווחים כוזבים אודות בניין כוח אמריקאי משמעותי בחופה המזרחי של ארצות הברית המתאמן בצליחת נהרות ונערך להילחם בשטחים רוויי המים שבדרום מערב צרפת, וכן התחייבות של אחת הסוכנות (שם קוד: ברונקס) בפני מפעיליה הגרמנים להתריע מבעוד מועד על פלישה צפויה באזור ביסקאיה, כפי שאכן עשתה במברק ביום 29 במאי 1944. בהודעתה זו ציינה הסוכנת ברונקס כי: "נחיתה תתבצע במפרץ ביסקאיה בערך ב-15 ביוני..."
המבצע אמנם לא השיג את השפעתו המצופה במלואה, וסה"כ העריכו הגרמנים את הפעילות של בעלות הברית, כביכול, באזור, כמבצע הסחה מוגבל וחסר חשיבות. אך בסוף ינואר ומהלך פברואר מערכת אולטרה הראתה אינדיקציות אודות עצבנות גרמנית כלשהי בקשר לפלישה אפשרית של בעלות הברית במפרץ ביסקאיה, שהתבטאה אף בתרגילי כוננות נגד פלישה שערכו הכוחות הגרמניים באזור. הלופטוואפה שחשש בעליל מנחיתה בברטאן, הורה על השמדתם המיידית של 4 שדות תעופה ששימשו אותו ליד החוף הצרפתי.