הוורמאכט שינה את תפיסתו הטקטית ואת אופי אמצעי הלחימה שלו, ומצבא בעל אופי התקפי המצויד בעיקר בטנקים קלים ובינוניים, הוא הפך בשלבים המאוחרים של המלחמה, בכורח הנסיבות, לצבא שהותאם בעיקר ללחימה במיגננה, וחימושו כלל בעיקר טנקים ותותחי סער כבדים. להוציא את דיוויזיות הפאנצר והפאנצרגרנדיר, שהיוו רק כ־20 אחוז מהיחידות של הצבא הגרמני, הייתה לכוחות היבשה של הוורמאכט ניידות מעטה. הם חסרו אמצעי תובלה ותותחים מתנייעים, ומרבית הארטילריה שלהם עדיין הייתה נגררת (באמצעות סוסים). דבר זה היה נכון במיוחד לגבי היחידות הנייחות, שהוקצו להגנת החופים. החימוש והציוד של האחרונות, שכללו גם אחוז גבוה של חיילים עם בעיות רפואיות, לקה בחסר, וכלל מגוון כלי נשק מדגמים מיושנים, שנלקחו שלל מהמדינות שנכבשו על ידי גרמניה הנאצית בראשית המלחמה.
מבנה הפיקוד הגרמני.
מבנה הפיקוד הגרמני ב־1944 היה סבוך ומבולבל. באופן פורמלי, הפיקוד העליון של הוורמאכט (OKW) היה הגוף הפיקודי העליון בגרמניה הנאצית. עם זאת, המעורבות הגבוהה של הדרג הפוליטי ובמיוחד של היטלר פגעו בעצמאותו. יתרה מכך, בדצמבר 1941 היטלר אף מינה את עצמו לראש הכוחות המזוינים של גרמניה בעקבות התבוסה הגרמנית בקרב מוסקבה ובכך היה הסמכות הפיקודית העליונה במדינה. כך נוצרה יריבות בין הפיקוד העליון של הוורמאכט למפקדה עליונה של כוחות היבשה (OKH). לכאורה, ה־OKH היה אמור להיות אחד המדורים העיקריים בוורמאכט (יחד עם OKL – הפיקוד העליון של הלופטוואפה וה־OKM – הפיקוד העליון של חיל הים), אך היריבות שטופחה על ידי הדרג הפוליטי הביאה לכך שזה לא היה כך למעשה.
עם התקדמות המלחמה הלכה והתגברה חלוקת התפקידים בין ה־OKW וה־OKH כאשר ה־OKW לקח על עצמו את הפיקוד על הכוחות המוצבים בחזית המערבית ואילו ה־OKH הופקד על החזית המזרחית. אולם יתרה מזו, תחת ה־OKW הופקדה ההגנה על פלישה למערב אירופה בידי OB West (אוברבפסלהאברווסט) – הפיקוד העליון במערב, בפיקודו של רונדשטט. אך למעשה לא הייתה לו שום שליטה על הלופטוואפה (וכן על יחידות הצנחנים והנ"מ שהיו כפופות ללופטוואפה) והקריגסמרין, שהיו כפופות למפקדותיהן שלהן. הדבר נכון היה גם בנוגע לעתודה המשוריינת במערב, קבוצת פאנצר מערב, שניתן להכניסה למערכה רק בפקודתו הישירה של היטלר. ביסודו של דבר, מינויו של רומל למפקד קבוצת ארמיות B יצר כפילות בינו לבין רונדשטט, שכן אף פעם לא היה ברור מי משניהם ינהל את המערכה.
ארווין רומל מפקד נאצי מוערך אחד מהמפקדים שהופקד עליהם להיערך לפלישה המתקרבת. הוא הכין את החוף לפלישה ובעוד הנאצים האמינו שהפלישה לא תהיה בנורמנדי הוא כן. כמה ימים לפני שהפלישה התחילה רומל נסע לבקר את אשתו.
הערכות הצבא הגרמני בנורמנדי.
בסך הכל החזיקו ביום הפלישה שש דיוויזיות גרמניות בכ־300 קילומטרים של חוף בנורמנדי. חצי האי קוטנטן הוחזק על ידי שלוש דיוויזיות: הדיוויזיה הסטטית ה־709 (מול חוף יוטה), דיוויזיית הרגלים 243, ודיוויזיית לופטלאנדה 91. לאורך חוף קלוודוס, בגזרה שבין נהר ויר במערב לנהר אורן במזרח, הגנה דיוויזיית הרגלים ה־716 על האזורים בהם נועדו לנחות הכוחות הבריטיים והקנדיים, בעוד הדיוויזיה ה־352 הגנה על הגזרה המערבית, מול קטע החוף בו נועדו לנחות הכוחות האמריקאים (חוף אומהה). דיוויזיית הפאנצר ה־21 חנתה סביב קן, ונועדה לשמש כעתודה הניידת של הארמייה הגרמנית השביעית. הדיוויזיות ה־709 וה־716 היו יחידות נייחות ששימשו למשימות הגנה בצרפת הכבושה, בעיקר הגנת חופים והגנת נ"מ. ככאלו, הן חסרו ניידות ולא היו מאומנות בלוחמה ניידת. איכות כוח האדם בדיוויזיות אלו הייתה ירודה לעומת יחידות אחרות של הצבא, והן הורכבו בעיקר מחיילים חסרי ניסיון קרבי, חיילים מבוגרים, ומגויסי כפייה מהשטחים הכבושים. רמת האימון שלהם הייתה נמוכה ביותר. דיוויזיית הרגלים 352 ודיוויזיית הפאנצר ה־21 נבנו סביב גרעין של קצינים ומש"קים מנוסים, אך מרבית החיילים שלהם היו טירונים חסרי ניסיון קרבי. דיוויזיית הפאנצר ה־21 הוקמה ב־1940, ולחמה כחלק מקורפוס אפריקה בקרבות בצפון אפריקה, עד אשר הושמדה למעשה במאי 1943 בתוניסיה. היא הוקמה מחדש בנורמנדי ביוני 1943. הדיוויזיה ה־352 הוקמה בנובמבר 1943 והוצבה בחוף נורמנדי במרץ 1944, שלושה חודשים לפני הפלישה.
הפולמוס בנוגע לטקטיקת ההגנה הגרמנית הרצויה.
רומל האמין שהביצורים הקבועים יוכלו רק לעכב את ההסתערות של חיילי בעלות הברית, לא להדוף אותה. הוא חשב שלכך תידרש התקפת נגד מהירה ביום הפלישה עצמו, על ידי דיוויזיות ניידות של רגלים ופאנצר שיהדפו את ההסתערות על קו המים. לתפיסתו, עשרים וארבע השעות הראשונות של הפלישה תהיינה המכריעות, כי אם יינתן לאויב להקים ראש גשר איתן, יהיה כמעט בלתי אפשרי לסלקו מהיבשה. על סמך ניסיונו במערכה בצפון אפריקה, רומל סבר כי עתה, לאחר שבעלות הברית השיגו עליונות אווירית מוחלטת בצפון־מערב אירופה, יש להציב את דיוויזיות הפאנצר קרוב ככל האפשר לחופים, בעמדות מחופרות, מאחר שאם תורחקנה מהחזית לצורך מתקפת־נגד הן לעולם לא תצלחנה להגיע לקרב בזמן כדי להכריעו, מפני שליטת בעלות הברית באוויר.
מפקד חזית המערב, פילדמרשל רונדשטט, יחד עם גנרל ליאו גייר פון שוופנבורג, מפקד קבוצת פאנצר מערב, חלקו עליו בסוגיה זאת. הם טענו, שיש להציב את יחידות הפאנצר הרחק מן החופים, להתיר לבעלות הברית לנוע פנימה לתוך היבשת, ואז לבצע מתקפות נגד הרחק מטווח התותחים הימיים הכבדים של ספינות בעלות הברית. לדעתם, ולדעת גנרל היינץ גודריאן, מומחה ללוחמת שריון, הניסיון בסלרנו ובסיציליה, שבו ניסו כוחות שריון גרמניים לתקוף את ראשי החוף של בעלות הברית ונכתשו באש התותחים הימיים, הוכיח כי אי אפשר לקרב את השריון לחופים. בנוסף, לראייתם, התחפרות הטנקים בקרבת החוף מנוגדת היגיון, שכן העוצמה של עוצבות הפאנצר גלומה בניידות ובכוח האש שלהן.
בפגישה שהתקיימה במרץ 1944, בין מפקדים בכירים במערב עם היטלר, ביקש רומל שליטה על כל דיוויזיות השריון במערב, שעד אותה עת היו תחת פיקודה של קבוצת פאנצר מערב. בסופו של דבר, היטלר בחר בפשרה רפה, והעביר לפיקודו של רומל שלוש דיוויזיות פאנצר – דיוויזיית הפאנצר ה־2, דיוויזיית הפאנצר ה־21 ודיוויזיית הפאנצר ה־116, בעוד שארבע הדיוויזיות האחרות (האס אס ה־1, האס אס ה־12, פאנצרגרנדיר ה־17 ופאנצר להר) בגזרה של פיקוד מערב נשמרו בפנים הארץ ככוח עתודה נייד; הן הוכפפו אישית להיטלר, שפקד שהן לא יופעלו בלי הוראה ממנו עצמו. הפתרון הבעייתי שבחר היטלר, לפצל את הפיקוד על יחידות השריון, משמעותו היה שבשעת חירום יקבלו מפקדי דיוויזיות הפאנצר פקודות משלוש סמכויות: מרומל, מרונדשטט ומהיטלר.
תוכניות הטעיה.
במקביל להכנות לפלישה, בעלות הברית ניהלו תוכנית הטעיה והונאה משוכללת לה ניתן כינוי הצופן "שומר ראש" (Bodyguard) שכללה 7 תוכניות הונאה ראשיות ועוד כמה עשרות משניות וקטנות. המבצע המרכזי והמצליח ביותר בתוכה היה מבצע פורטיטיוד (Fortitude – חוסן), שנחלק ל"פורטיטיוד צפון" ו"פורטיטיוד דרום". מטרותיו היו להטעות את הפיקוד העליון הגרמני באשר למיקומה של הפלישה הממשמשת ובאה, ולגרום להם להאמין שההתקפה האמיתית היא הטעיה. כל אחת משתי המטרות הללו הצריכה שכנוע של הגרמנים, שכוח הפלישה של בעלות הברית חזק פי שניים בערך ממה שהיה באמת.
מבצע "פורטיטיוד צפון" הציג כיעד לפלישה את נורווגיה, אתר בסיסי הצוללות של גרמניה, שהיה חיוני לגרמנים. כדי לאלץ את הגרמנים להתמקד בנורווגיה, יצרו בעלות הברית בראשית 1944 ארמייה מזויפת, הארמייה הבריטית הרביעית, שהוצבה בסקוטלנד. בחודשים שקדמו לפלישה הוחלפו שדרים אלחוטיים בדרגת הצפנה נמוכה, ויצרו את הרושם של ארמייה אמיתית. מרגלים של האבווהר (המודיעין הנאצי) בממלכה המאוחדת, ש"הוסבו" על ידי המודיעין הבריטי (MI5), שידרו למפקדת האבווהר בגרמניה מסרים שתיארו תנועת רכבות כבדה בסקוטלנד, והופעת תגי דיוויזיות חדשים באדינבורו. בנוסף לכך, החלו מפציצים עשויים עץ להופיע בשדות התעופה בסקוטלנד. התוצאה של פורטיטיוד צפון הייתה מרשימה: בשלהי אביב 1944 עוד נמצאו בנורווגיה 13 דיוויזיות גרמניות.דיוויזיות אלו נשארו בנורווגיה עד כניעתה של גרמניה הנאצית
מבצע "פורטיטיוד דרום" כלל את הקמתה של קבוצת הארמיות הראשונה של ארצות הברית (שנודעה בראשי תיבות FUSAG), בפיקודו של גנרל ג'ורג' פטון, שהוצבה בדובר בדרום מזרח אנגליה, מול פה־דה־קאלה. תוכנית זו נועדה לבסס את אמונתם של הגרמנים בפלישה בפה־דה־קלה. הבחירה של אייזנהאואר בפטון לפקד על FUSAG, נבעה בין היתר מפני שהגרמנים ראו בו את המצביא הטוב ביותר של בעלות הברית המערביות, והמוניטין שלו חיזק את הנחת הגרמנים כי הוא ינהיג את המתקפה. FUSAG הכילה ארמיות, קורפוסים ודיוויזיות, אמיתיים ובדויים כאחד. היא כללה טנקי דמה שנעשו מעיסת נייר וגומי, מפקדות מדומות, נחתות דמה, ומטבחי שדה שפלטו עשן. בנוסף, מספר ההפצצות והסיור על קאלה היה כפול ממספרן בשמי נורמנדי.