עם ההכרזה על הכניעה האיטלקית, היה ברצונם של אנשי חיל המצב האיטלקים בדודקאנס ללחום לצד בעלות הברית, או פשוט, להניח את נשקם ולשוב לבתיהם. הדבר לא היה פשוט. לצידם של 40,000 האיטלקים על האי, החזיקו הגרמנים חיל מצב. עם הידיעות על הכניעה האיטלקית, בתחילת ספטמבר 1943, תוגבר חיל המצב בכוח בן 7,000 חיילים, בפיקודו של גנרל לוטננט אולריך קלימן. רודוס הייתה המרכז האדמיניסטרטיבי של הדודקאנס, ועל אדמתה היו שלושה שדות תעופה צבאיים, שהפכו אותה למטרה נחשקת לשני הצבאות היריבים.
ב-8 בספטמבר נחתו כוחות בריטיים באי קסטלוריזו וחברו לחיל המצב האיטלקי שם. במהלך הימים שלאחר מכן תוגבר הכוח הבריטי באי. ב-10 בספטמבר הוצנחה ברודוס משלחת בריטית בת לוחמים אחדים, בפיקודו של רב-סרן ג'ורג' ג'ליקו, איש המבצעים המיוחדים ובנו של האדמירל ג'ון ג'ליקו שפיקד על הצי הבריטי בקרב יוטלנד במלחמת העולם הראשונה. מטרת המשלחת הייתה לחבור אל המפקד האיטלקי, האדמירל איניגו קמפיוני, ולשכנעו להצטרף אל כוחות בעלות הברית. חיל המצב האיטלקי מנה 40,000 לוחמים, ולו היה נלחם, היה סיכוי כי רודוס לא תיפול בידי הגרמנים. תגובתם המהירה של הגרמנים, וההעברה המהירה של כוחותיהם לרודוס סיכלה את המבצע. במהלך המהומה שחוללה הפלישה הגרמנית, והעימותים של הכוח הפולש עם חיל המצב האיטלקי, הצליח ג'ליקו להימלט.
גם נפילת רודוס, בירת הדודקאנס, לא הביאה את צ'רצ'יל ווילסון לזנוח את המבצע המתוכנן בדודקאנס. ראשי המטות המשולבים שישבו בוושינגטון, וניסו לקבל נוסח סופי להחלטות ועידת קוואדרנט שהתכנסה בקוויבק באוגוסט 1943, החליטו ב-10 בספטמבר כי הם מאשרים את פעולת הדודקאנס. מייטלנד הורה על נחיתות בקוס, לרוס וסאמוס, כשהוא מקווה כי רודוס תיפול לאחר מצור ימי כשם שנפלה לידי הטורקים ב-1522.
ההערכה הבריטית כי יצליחו בכיבוש לרוס, קוס וסאמוס התבססה על העובדה שכיבוש רודוס על ידי הגרמנים ניצל במלואו את משאביהם של הגרמנים בים האגאי, ובעוד שהבריטים התכוננו לפלישה מזה כתשעה חודשים, והקצו לה יחידות שנועדו לכך, הגרמנים נקלעו למצב שלא היה מתוכנן מבחינתם, ניצלו את מלוא כוח האדם היבשתי, האווירי והימי שעמד לרשותם בזירה זו, ולא היה באפשרותם להתנגד באופן יעיל לפלישת הבריטים לאיים אלו. הבריטים, לעומתם, נהנו בשלב זה מעליונות ימית, ומחיפוי אווירי של שתי טייסות ספיטפייר של חיל האוויר של דרום אפריקה, שקבעו את מושבן באי קוס לאחר כיבושו.
מבחינת הגרמנים, נראה היה המצב בים האגאי חמור בשלב זה, ומפקדי הוורמאכט דרשו מהיטלר כי יורה על פינוי רודוס וכרתים. היטלר דחה את הדרישה בטענה כי ההשפעה הפוליטית של נפילת כרתים והדודקאנס תהיה חמורה בהרבה מהסיכון הצבאי שבהחזקתם.
בין 10 בספטמבר ל-17 בספטמבר התפרשו באיים אנשי הבריגדה ה-234 הבריטית בפיקוד מייג'ור ג'נרל בריטורוס. החטיבה החזיקה קודם לכן במלטה הנצורה, בתנאים קשים ביותר. יחד עמם פעלו אנשי הכוחות המיוחדים "קבוצת המדבר ארוכת הטווח" (LRDG) ו"שירות הסירות המיוחד" (SBS), ביחד עם קבוצת קומנדו יוונית, שכונתה הגדוד הקדוש על שם הגדוד הקדוש של תבאי. הכוחות כבשו את קוס, קאלימנוס, סאמוס, לרוס, סימי ואסטיפליה. במבצע השתתפו ספינות בריטיות, לצד ספינות הצי ההלני המלכותי, שעל אף כניעתה של יוון כשנתיים וחצי קודם לכן, פעלו לצד הצי הבריטי בזירת הים התיכון. הגרמנים פעלו אף הם במהירות. ב-19 בספטמבר נתפסו על ידי הגרמנים קרפתוס, קאסוס, האיים הספוראדיים והאיים הקיקלאדיים. ב-23 בספטמבר ניתנה הפקודה לגנרל לוטננט פרידריך-וילהלם מילר, מפקד דיוויזיית החי"ר המוצנחת ה-22 של הוורמאכט, שהוצבה בכרתים, לכבוש את קוס ואת לרוס.
המאבק בין בעלות הברית.
עם תחילת המערכה, לאחר אובדן רודוס, ומשהסתבר כי הכוחות הניתנים להקצאה למבצע אינם שלוש דיוויזיות כי אם בריגדה מתוגברת בכוחות מיוחדים, נראתה המערכה לפיקוד העליון של בעלות הברית, ובמיוחד לדווייט אייזנהאואר, כאבודה מראש ואבן נגף בדרכן של בעלות הברית, שהיו זקוקים לכוחות אלו אם בהכנות לאוברלורד, ואם במערכה האיטלקית. צ'רצ'יל, ועמו וילסון הנאמן, ראו את הדברים אחרת. מבחינתו של צ'רצ'יל היו איי הדודקאנס המפתח לים האגאי ולים התיכון כולו. רבים חשו כי המדובר באובססיה אישית של צ'רצ'יל שרצה לשחזר את הנסיבות של קרב גליפולי, שהביאה לפרישתו מהממשלה במלחמת העולם הראשונה, אך זו הפעם, לנצח. התחושה הייתה כי מעורבות אישית זו מביאה להקצאת כוחות למערכה הצפויה לכישלון מראש, תוך סיכון התוכניות לחזיתות האחרות.
במקביל למערכה זו התפתחו מבצעים אחרים באזור הים התיכון. מבצע האסקי, הפלישה לסיציליה, שהחל ביולי 1943, התפתח בספטמבר לכדי מבצע אוואלאנש, מבצע בייטאון ומבצע סלפסטיק, הפלישה לאיטליה גופא. כל אחד ממבצעים אלו דרש כוחות מרובים, והקצאה של משאבים בכוח אדם, בציוד, באוניות ובמטוסי קרב.
ב-22 בספטמבר הודיע וילסון כי בכוונתו להפעיל דיוויזיה ובריגדה משוריינת לכיבוש רודוס, והוא זקוק לאוניות, לנחתות ומטוסי תובלה. צ'רצ'יל העלה את דרישותיו להקצאת הכוחות למערכת הדודקאנס בפני אייזנהאואר, ונתקל בסירוב. לאחר מכן, בעוד המערכה נמשכת, ונתקלת בכישלונות צבאיים, לאחר נפילת האי קוס לידי הגרמנים, שב והעלה את הדרישות בפני הנשיא פרנקלין דלאנו רוזוולט. רוזוולט דחה אותו בטענה כי אסור להעמיד בסכנה את תכנונו של "אוברלורד". מששב ונדרש לנושא כתב לצ'רצ'יל, כי אינו מבין לאן ילכו בעלות הברית אם יכבשו את האיים, ולאן ילכו הגרמנים אם יישארו האיים בידיהם. צ'רצ'יל המשיך ולחץ, ודרש להביא העניין בפני מועצת המטות המשולבים, אך בשלב זה הסתבכה המערכה לכיבוש איטליה, והיו ידיעות על קרב גדול המתוכנן מדרום לרומא, ולא ניתן היה להקצות כוחות לים האגאי. צ'רצ'יל חש כי לאחר שהקצה כוחות בריטים ניכרים הרבה מעבר להסכמות בין בעלות הברית בוועידת קוויבק, הן ל"אוברלורד" והן למערכה האיטלקית, מנע ממנו אייזנהאואר את ההצלחה בדודקאנס. בזכרונותיו הוא כותב - "המטה האמריקאי כפה את דעתו; עכשיו היו הבריטים צריכים לשלם את המחיר"
נפילת האי קוס.
על אדמתו של האי קוס היה שדה התעופה היחיד הניתן לשימוש על ידי בעלות הברית בדודקאנס. שני הצדדים ייחסו לאי חשיבות עליונה. הבריטים תיגברו את שדה התעופה ב-24 תותחי נ"מ בופורס 40 מ"מ, ובמקביל, החל, ב-18 בספטמבר קורפוס האוויר העשירי של הלופטוואפה, בהפצצות כבדות על עמדות בעלי הברית באי. לצורך המתקפה תוגבר קורפוס האוויר העשירי בצורה ניכרת, ומנה עד ה-1 באוקטובר 362 מטוסים.
הבריטים החזיקו באי כ-1,500 חיילים, מהם 680 לוחמי חי"ר והיתר אנשי צוות של ה-RAF. כ-3,500 חיילים איטלקים היו אף הם על אדמת האי. ב-3 באוקטובר החלו הגרמנים בנחיתות מוצנחות ואמפיביות על האי, במבצע שכונה "Unternehmen Eisbär" (מבצע דוב הקוטב). למחרת, נכנעו הכוחות הבריטים. צ'רצ'יל בזכרונותיו טוען כי היה ביד הצי הבריטי לטרפד את השיירה הגרמנית הנושאת את הגייסות, לולא קיבלו האוניות הבריטיות פקודה מהמפקדה העליונה להיערך במלטה, לצרכים שלא היו דחופים. נפילת קוס הייתה מהלומה קשה לבעלות הברית, מכיוון שמעתה נמנע מהלוחמים בדודקאנס חיפוי אווירי רגיל, והיו זקוקים להקצאת מטוסי קרב ארוכי טווח. על אדמת האי נפלו בשבי 1,388 בריטים ו-3,145 איטלקים. מפקד הכוחות האיטלקים, הקולונל פליצ'ה לג'ו, ועמו 101 מקציניו, הוצאו להורג על ידי הגרמנים, לפי פקודתו של היטלר להוציא להורג קצינים איטלקים שיילחמו לצד בעלות הברית ויפלו בשבי
הקרב על לרוס.
כוחות בעלות הברית וההכנות לקרב.
עם תחילת אוקטובר, היו כ-3,000 חיילים בריטים על אדמת לרוס, ולצדם 7,602 חיילים איטלקים סדירים וכ-700 אנשי מילואים של הצי וחיל האוויר האיטלקי. כן כללה הגנת האי, שבוצר היטב על ידי האיטלקים לפני המלחמה, 26 סוללות ארטילריה, שכללו 115 תותחים, מתוכם 52 תותחי נ"מ, אך רובם נפגעו קשה מהפצצות הלופטוואפה עוד בטרם החלה המערכה. מפקד הכוח בדודקאנס, הבריגדיר טינלי, הורה לאנשיו להתפרס להגנה על חופו של האי, ולא להתבצר בהרים שבפנים האי. חיפוי של מטוסי קרב ארוכי טווח שהוקצה ללרוס על ידי אייזנהאואר, בוטל ב-11 בנובמבר, והותיר את הכוחות על אדמת לרוס ללא חיפוי אווירי כלשהו.
הכוחות הגרמנים.
הכוחות הגרמנים שנאספו ל-"Unternehmen Leopard" ("מבצע נמר"), ששמו הוסב לאחר מכן ל"מבצע טיפון", בפיקודו של גנרל לוטננט מילר, כללו את דיוויזיית הרגלים ה-22, גדוד צנחנים, ותגבורת של אנשי יחידות מיוחדות. כוח הפלישה נאסף בנמלי קוס וקאלימנוס, וכוח עתודה נוסף של 4,000 לוחמים, אשר נאסף באתונה, המתין להובלה בדרך האוויר.
הקרב.
ב-12 בנובמבר 1943 ב-4:30 לפנות בוקר, לאחר חמישים ימי הפצצות אוויריות, נחתו כוחות הגרמנים הראשונים בקצה הצפון מזרחי של האי. התותחנים האיטלקים לא הצליחו למנוע את הנחיתות. נחיתות נוספות אירעו ליד העיר לרוס עצמה, שהוגנה על ידי אנשי גדוד הצלפים המלכותי האירי. אלו הצליחו למנוע נפילת עמדות מפתח, אך לא הצליחו למנוע את הנחיתות עצמן.