החומה האטלנטית מעולם לא הושלמה למרות המאמצים הכבירים שהושקעו בבנייתה. הסיבה לכך היא שלגרמנים לא היה מושג היכן בעלות הברית מתכננות לפלוש, ואי לכך היה צורך לבצר קו חוף באורך אלפי קילומטרים. כמו כן, הגרמנים האמינו שהאזור הסביר ביותר בו תתרחש הפלישה הוא פה־דה־קאלה (וזאת משתי סיבות: זו הנקודה הקרובה ביותר לחופי האי הבריטי ויש בה נמל מים עמוקים, וכן הודות למבצע הטעיה נרחב של בעלות הברית מבצע שומר ראש שליבתו המרכזית הייתה מבצע פורטיטיוד), ולפיכך השקיעו את מרב מאמציהם בביצור אזור זה. סיבה נוספת טמונה בקשיים של הגרמנים להעביר חומרי בנייה (ברזל, מלט וחול) לחזית, כתוצאה מהרס שיטתי של תשתיות הדרכים בגרמניה ובצרפת על ידי הפצצות בעלות הברית ופעילות חבלנית מצד תנועת ההתנגדות הצרפתית.
תכנון אוברלורד.
במרץ 1943 מינתה ועדת ראשי המטות המשולבים של בעלות הברית את לוטננט גנרל פרדריק מורגן הבריטי לראש המטה של המפקד העליון של בעלות הברית המיועד (COSSAC), גוף שקדם למפקדה העליונה של חיל המשלוח של בעלות הברית (SHAEF). הוטל עליו לתאם ולקדם את התוכניות להתקפה בהיקף מלא על היבשת (אירופה המערבית), לא יאוחר מ־1944. מורגן גיבש תחתיו צוות של קצינים בריטים ואמריקנים, והם החלו בתכנון המבצע. לבחירת אתר הנחיתה היו מספר גורמים מגבילים. הוא חייב להיות בטווח מטוסי היירוט של בעלות הברית, שבסיסיהם היו בממלכה המאוחדת. בקרבה מידית חייב להיות לפחות נמל גדול אחד, שניתן לכבוש מכיוון היבשה ולהפעילו מהר ככל האפשר. מגבלה נוספת הייתה מספר הנחתות שהוקצו למבצע, שהגבילו את המתכננים להסתערות של שלוש דיוויזיות. אחד העקרונות בתכנון המבצע היה ריכוז הכוח: יהיה אתר פלישה אחד, והדיוויזיות ינחתו זו בצד זו.
נשקלו מספר רב של אתרי נחיתה. חוף פה־דה־קלה, בקצה הצפוני של צרפת, היה אידיאלי מרוב הבחינות, שכן הוא היה בין הנתיב הימי הקצר ביותר, וקרוב יותר לגרמניה, אך שם הקימו הגרמנים את הקטע המבוצר ביותר של החומה האטלנטית, שכן מסיבות אלו הם צפו שהפלישה תתרחש שם. לחבל ברטאן במערב צרפת היו יתרונות של נמל עיקרי בברסט, אך חבל זה היה מרוחק מדי מבריטניה ומגרמניה. נמל שרבור בחצי האי קוטנטן היה קרוב יותר לשניהם, אבל הוא נצפה מאיי התעלה גרנזי וג'רזי שהוחזקו בידי הגרמנים, ובסיסו הצר של קוטנטן היה מאפשר לגרמנים לנתק את ראש החוף בקלות יחסית.
בתהליך הניפוי הצטמצמה הבחירה לחוף קלוודוס בנורמנדי. בעיית היעדר נמל גדול נפתרה באמצעות תכנונם של נמלים מלאכותיים אשר כונו נמלי מאלברי. בקרבת העיר המרכזית בנורמנדי, קן, היה שדה תעופה שניתן היה להשתלט עליו בהסתערות מוצנחת ביום הראשון לפלישה. תפיסת קן תנתק את מסילת הברזל ואת הכביש מפריז לשרבור, כך שהיא תבודד את חצי האי קוטנטן ובה בעת תאפשר לפולשים לאיים על פריז. בנוסף, אזור זה נמצא בנקודת התפר בין הגזרה בה החזיקה הארמייה הגרמנית ה־15 בצפון מזרח, לבין הגזרה של הארמייה השביעית בדרום מערב, ומשום כך היווה נקודת תורפה. ההתקפה תונחת בעיקר על הארמייה השביעית החלשה יותר, שתחת פיקודו הייתה רק דיוויזיית פאנצר אחת (ה־21).
טיוטת התוכנית הראשונה ל"מבצע אוברלורד" גובשה בקיץ 1943 על ידי COSSAC, לפיה הנחיתה תבוצע בחבל נורמנדי בין העיר קן לחצי האי קוטנטן בכוח של שלוש דיוויזיות, ושתי בריגדות שיוצנחו מהאוויר; ישנה חשיבות בהבטחת עליונות אווירית וימית מוחלטת, ומניעת התקפות־נגד גרמניות על ידי הפצצות מהאוויר והצנחת חיילים; 11 דיוויזיות נוספות ינחתו בפרק זמן של שבועיים מיום הע' באמצעות נמלים מלאכותיים שיובלו דרך התעלה; בהתבסס ראש גשר, יתקבץ בצרפת כוח של 100 דיוויזיות (שעיקרו אמריקאי) לקראת המתקפה הסופית על הרייך.
בדצמבר 1943 התמנה דוויט אייזנהאואר למפקד העליון של חיל המשלוח של בעלות הברית באירופה המערבית, וברנרד מונטגומרי נעשה מפקד כל כוחות היבשה שלו. אייזנהאואר פיקד בעבר על שלוש פלישות מוצלחות, שכולן היו מבצעים משולבים, בהשתתפות כוחות אוויר, ים ויבשה בריטיים ואמריקניים. הוא הקים בלונדון את מפקדתו, המפקדה העליונה של חיל המשלוח של בעלות הברית, שנטלה לידיה את תפקידי COSSAC. אחד השינויים החשובים שהוכנסו לתוכנית הפלישה המקורית של COSSAC היה הרחבת חזית הפלישה להתקפה ראשונית משלוש לחמש דיוויזיות, ומגזרה של 40 קילומטרים ל־65. אייזנהאואר ומונטגומרי גם דחו את תאריך הפלישה מ־1 במאי לשבוע הראשון של יוני, בגלל הצורך להחזיר מאיטליה את הנחתות שהופעלו במתקפה על אנציו, לאפשר בניית נחתות נוספות, וכדי לתת למפציצים זמן רב יותר להריסת הדרכים, מסילות הברזל, הגשרים והמנהרות שהיו יכולים לשמש את כוחות העתודה הגרמניים בצאתם להתקפות נגד.
לפי תוכנית הפלישה הסופית, תוביל קבוצת הארמיות ה־21 של מונטגומרי את ההסתערות. היא הורכבה משתי ארמיות: הארמייה הראשונה של ארצות הברית בפיקודו של גנרל עומר ברדלי ובה שני קורפוסים, הקורפוס ה-5 בפיקודו של לאונרד ג'רואו והקורפוס ה-7 בפיקודו של ג'וזף לוטון קולינס, שינחתו בחופים המערביים. הארמייה השנייה הבריטית בפיקודו של מיילס דמפסי, ובה הקורפוס ה־30 הבריטי בפיקודו של ג'רארד באקנל והקורפוס ה-1 הבריטי־קנדי בפיקודו של ג'ון קרוקר, ינחתו בחופים המזרחיים. מיד אחרי ההשתלטות על ראשי החוף, תתחיל הזרמת כוחות לנורמנדי (בעיקר הארמייה השלישית האמריקאית של ג'ורג' פטון), במטרה להשתלט בשלב ראשון על השטח בין הנהרות לואר וסן, ולכבוש את נמלי שרבור וברסט. בשלב שני נועדו כוחות בעלות הברית להשלים את שחרור צרפת וארצות השפלה, ולאחר מכן לפלוש לגרמניה ב'חזית רחבה'.
במסגרת חלקו הימי של המבצע, שקיבל את שם הקוד "נפטון", יפתחו כ־1,000 מפציצים ו־200 ספינות קרב בהרעשה ארטילרית מסיבית על הגנות החופים, ולאחריה ינחתו חמש דיוויזיות בחמישה חופים שונים. דיוויזיית הרגלים הרביעית האמריקנית תנחת בגזרה המערבית ביותר, בחצי האי קוטנטן, בקטע החוף שקיבל את כינוי הצופן "יוטה". לאחר שתחצה את החוף, הוטל עליה להשיג שליטה על כביש החוף ולנוע מערבה לעבר שרבור, שם נמצא נמל חיוני. דיוויזיות הרגלים האמריקנית הראשונה המנוסה, מתוגברת ברגימנט מדיוויזיית הרגלים ה־29 האמריקנית, ינחתו מזרחה בחוף קלוודוס, בקטע שזכה לכינוי הצופן "אומהה". הוטל עליהן לכבוש את הכפרים קולוויל, ויירוויל וסן־לורן ואז להבקיע את דרכן לפנים הארץ. שני גדודי הריינג'רס (כוחות מיוחדים) שינחתו באומהה וביוטה נועדו לכבוש ולנטרל את סוללת התותחים בפואנט־דו־אוק, שתאיים על החופים שעליהם ינחתו הכוחות האמריקאיים.
הבריטים והקנדים ינחתו בקטעי החוף שמשתרעים מערבה משפך הנהר אורן; בקצה המזרחי, הדיוויזיה הבריטית השלישית בתוספת לוחמי קומנדו בריטים וצרפתיים, תנחת בחוף "סורד" (Sword). עליה לפרוץ מהחוף לעבר קן ולכבוש את העיר ואת שדה התעופה הסמוך. הדיוויזיה הקנדית השלישית תנחת בחוף "ג'ונו", ואז תבקיע דרכו ותנתק את כביש קן־באייה. על הדיוויזיה הבריטית ה־50 בחוף "גולד" שתוחם בגזרה של "אומהה" הוטלה משימה דומה, בתוספת השתלטות על הנמל הקטן בארומאנש ועל סוללת הארטילריה הגרמנית בלונג סור־מר.
בקרב הפיקוד העליון של בעלות הברית שררו דעות ואסכולות שונות סביב אופן הפעלתם של הכוחות המוטסים באוברלורד. הצנחה לילית בהיקף כה גדול מעולם לא נוסתה קודם לכן. אסכולה אחת, שבה תמך רמטכ"ל צבא ארצות הברית, ג'ורג מרשל, חזתה בהפעלת הצנחנים בעומק אסטרטגי בפנים הארץ, באופן שייצור איום על עתודות האויב הרחוקות. כוח זה יכבוש שדות תעופה ויתוגבר בדרך האוויר. אסכולה נוספת, שלה היה שותף מפקד הכוחות האוויריים של אוברלורד, טרפורד לי מלורי שללה הפעלת צנחנים בגלל התלות הרבה שלהם בתנאי מזג האוויר, שעלולה להביא לאבדות שיעלו על חמישים אחוז. האסכולה שהתקבלה הייתה הפעלה מרוכזת של כוחות מוטסים שתפקידם העיקרי לבודד את חופי הנחיתה והרחקת תגבורות גרמניות, כאשר המטרה המשנית הייתה לסייע לכוחות הנוחתים מהים על ידי תפיסת דרכים הדרושות להתקדמותם והשמדת ארטילריית האויב.
לפי התוכנית שהתגבשה, בחלקו המוטס של המבצע יוצנחו בחצות הלילה שלוש דיוויזיות – אחת בריטית ושתיים אמריקאיות. הדיוויזיה המוטסת הבריטית השישית תוצנח בין הנהרות אורן ודיב, ותאבטח את האגף השמאלי של חזית הפלישה בפני התקפות נגד גרמניות. הוטל עליה להשמיד את סוללת תותחי הארטילריה במרוויל שבשפך נהר אורן. הדיוויזיה המוטסת ה־101 תוצנח מדרום מערב לסנט־מר־אגליז, כדי לאבטח את צדם היבשתי של הכבישים המוגבהים, תשמיד את הגשרים בקרנטן, תוך תפיסת גשרים אחרים להגנה על האגף הדרומי של חוף יוטה. הדיוויזיה המוטסת ה־82 תוצנח מערבה משני צדי הנהר מרדרה, בכוונה לתפוס את השטח שבין הנהרות דוב ומרדרה. עליה לחסום תנועת תגבורות גרמניות לקוטנטן, ולכבוש את סנט־מר־אגליז, צומת דרכים חיונית.
הכוחות המוטסים יתוגברו בשעות הבאות על ידי חטיבות דאונים ויחידות מונחתות אחרות ובהן אנשי מפקדה, תותחים נגד־טנקים, תותחי שדה, ג'יפים ויחידות שירותים אחרות.
צבא בעלות הברית.
פיקוד.