אייזנהאואר, כמו גם קציניו וחייליו, הפיק לקחים רבי ערך ממבצעים קודמים, ואימץ את כל כישרונותיו ויכולותיו כדי להכין את המבצע המורכב כנגד הגרמנים - מתקפה תוך נחיתה מהים. המאבקים הראשונים שלו היו דווקא עם מנהיגים וקצינים של בעלות הברית, בנושאים החיוניים להצלחת המבצע. הוא התווכח עם רוזוולט בנוגע להסכמה עם דה גול ושימוש בכוחות התנגדות צרפתיים לצורך מבצעי חבלה כנגד הגרמנים לפני המבצע. האדמירל ארנסט קינג סירב להקצות עוד אסדות נחיתה למבצע. בנוסף התעקש אייזנהאואר שיקבל פיקוד מוחלט על כל כוחות האוויר הבריטיים, ואיים להתפטר אלמלא יסכים צ'רצ'יל. בנוסף תכנן להפציץ את צרפת לפני המבצע והתווכח עם צ'רצ'יל בנוגע לדאגתו של האחרון בנושאי קרבנות אזרחיים. דה גול טען שהקרבנות היו הכרחיים כדי לשבור את כוחות גרמניה. בנוסף הצליח לשמור על ג'ורג' פטון בפיקוד לאחר שזה סטר לחיילים שלו, ונזף בו קשות כשזה נאם נאום בנוגע למדיניות לאחר המלחמה.
הפלישה לנורמנדי החלה ב-6 ביוני 1944, והצליחה במחיר כבד. כעבור חודשיים, ב-15 באוגוסט, פלשו בעלות הברית לדרום צרפת. רבים חשבו שניצחון באירופה יושג עד סוף הקיץ, אולם הגרמנים לא נכנעו במשך כמעט שנה. עד סיום המלחמה באירופה, ב-8 במאי 1945, פיקד אייזנהאואר על כל כוחות בעלות הברית בחזית המערבית. הוא דאג לכל אובדן של חייל וביקר כל מחלקה אפשרית. במקרה בו הפלישה הייתה נכשלת, התכוון אייזנהאואר לקחת אשמה על עצמו.
שחרור צרפת והניצחון באירופה.
לאחר ההתקדמות המהירה של בעלות הברית לאחר הפריצה מראש הגשר בנורמנדי והתמוטטות ההתנגדות של הצבא הנאצי בשטח צרפת באוגוסט-ספטמבר 1944, נוצר משבר לוגיסטי עצום ומשבר בהעברת האספקה לצבאות הברית, בייחוד של דלק. הלוטננט גנרל ג'ון ק"ה לי שהיה ממונה על שירותי האספקה של צבא ארצות הברית (SOS) ספג ביקורת רבה על התנהלות מושחתת, בין היתר על כך שמיד לאחר כיבוש פריז תפס לא פחות מ-167 בתי מלון ושיכן בהם את מטהו. קצינים בכירים רבים החשיבו אותו כאדם יהיר, מתמכר לתאוותיו וחסר משמעת, וכגורם עיקרי להאטת צבאותיהם ולאי יכולתם להשיג הכרעה מהירה במלחמה ולסיימה לפני תום שנת 1944. ביקורת רבה נמתחה על אייזנהאואר שלא השכיל להעביר את לי מתפקידו, על אף שדווקא הוא עצמו נמנה עם הדבקים ביותר בהבנת חשיבותה המכרעת של הלוגיסטיקה על שדה הקרב. הגנרל אורט יוז, ראש מטה זירת המבצעים האירופית (ETOUSA) תמה על הוויתורים המפליגים של אייזנהאואר ללי, ורשם ביומנו: "אלכסנדר הגדול אהב חנפים".
אייזנהאואר התעקש על פתיחת נמל אנטוורפן ב-1944.
בתחילת ספטמבר הציע הגנרל מונטגומרי הבריטי לאמץ אסטרטגיה נועזת לפיה צבאות בעלות הברית יתקדמו אל תוך גרמניה בחזית צרה במטרה להשתלט על חבל הרוהר המתועש, למוטט את הצבא הגרמני ולהביא להכרעה מהירה של המלחמה. לשם כך הוא דרש מפיקוד בעלות הברית להעניק עדיפות לקבוצת הארמיות שבפיקודו, אשר נועדה להוביל את המתקפה על גרמניה, בקבלת אספקה ותגבורות. על אף התנגדות נחרצת של הגנרלים שלו, ובראשם בראדלי ופטון שביקשו לרכז את המאמצים בכיבוש נמל אנטוורפן ופריצת קו החזית של פון רונדשטט, החליט אייזנהאואר לקבל את תוכניתו של מונטגומרי ולפתוח במבצע מארקט גארדן. המבצע נכשל ובעלות הברית לא הצליחו לחצות את הריין; מבצע זה סתם את הגולל להביא את המלחמה לסיום בשנת 1944. על אף שהאחראיות המבצעית והליקויים בתכנון הוטלו על מונטגומרי, ספג גם אייזנהאואר ביקורת רבה על כך שאישר את המבצע.
ב-20 בדצמבר 1944, קודם לדרגת גנרל הצבא. אייזנהאואר עצמו לא לחם אולם זכה לכבוד מצד חייליו. הוא ניהל משא ומתן עם צ'רצ'יל, מונטגומרי ודה גול. הוא לא הסכים עם צ'רצ'יל ומונטגומרי בנוגע לאסטרטגיה. הוא התחבר עם מקבילו הסובייטי, גאורגי ז'וקוב.
הגרמנים הפתיעו רבים כשתקפו והחלו את הקרב על הבליטה בדצמבר 1944, כשבעלות הברית מצליחות לנצח בתחילת 1945 לאחר שמזג האוויר השתפר ואפשר לחיל האוויר לתקוף. קווי ההגנה הגרמניים החלו להתמוטט בחזית המזרחית מול הסובייטים ובחזית המערבית מול בעלות הברית. הבריטים רצו את ברלין, אולם אייזנהאואר טען שתהיה זאת טעות צבאית לתקוף אותה. הבריטים ויתרו, אולם דרשו מאייזנהאואר להזיז את כוחותיו אל צ'כוסלובקיה. האמריקנים סירבו לניסיון ללחוץ פוליטית על מוסקבה בשדה הקרב. הצבא האדום לכד את ברלין לאחר קרב קשה מאוד, והגרמנים נכנעו ב-7 במאי 1945.
ב-1945, חזה אייזנהאואר שבעתיד ינסו לטעון שפשעי המלחמה של הנאצים היו תעמולה של בעלות הברית (הכחשת השואה) וציווה על תיעוד בתמונות ובסרטונים של מחנות המוות.
לאחר מלחמת העולם השנייה.
מושל צבאי בגרמניה וראש מטה צבא ארצות הברית.
לאחר כניעתה ללא תנאים של גרמניה הנאצית, מונה אייזנהאואר למושל הצבאי באזור הכיבוש האמריקני. הוא הקים את מפקדתו בבניין אי גה פארבן שבפרנקפורט, והיה אחראי רק על האזור האמריקני; שאר האזורים נשלטו על ידי צרפת, בריטניה וברית המועצות, מלבד העיר ברלין שנשלטה על ידי ארבע המעצמות יחד. עם גילויים של מחנות ההשמדה הנאציים הורה אייזנואואר על הקמת צוותי צילום שיתעדו את הזוועות שהתחוללו במחנות, על מנת שישמשו כראיות במשפטי נירנברג. בנוסף, הוא סיווג מחדש את רבים משבויי המלחמה (POW) ככוחות אויב שפורקו מנשקם (DEF). הסיבה לכך היא שצבא ארצות הברית נאלץ, על פי אמנת ז'נבה השלישית, לספק מזון ליותר מ-7.5 מיליון שבויי מלחמה. על פי הסיווג החדש לא נכנסו כולם תחת הגדרת שבויי מלחמה וארצות הברית הייתה פטורה מהנטל הלוגיסטי העצום הזה, בימי משבר המזון של 1945. אייזנהאואר מילא אחר הפקודות שניתנו על ידי המטות המשולבים בצו JCS 1067 (כחלק מתוכנית מורגנטאו), שנועד לפגוע בכוחה הכלכלי של גרמניה ולהרוס את יכולת הלחימה העתידית שלה, אך ריכך את המכה כשאישר להכניס לגרמניה 400,000 טונות של מזון לאוכלוסייה האזרחית. במענה להרס הרב ששרר בגרמניה, המחסור במזון וזרם הפליטים הגובר, הוא ארגן חלוקת מזון וציוד רפואי אמריקני. מעשיו אלו של אייזנהאואר שיקפו את הגישות האמריקניות החדשות שתפסו את העם הגרמני כקרבנות של הנאצים ולא כפושעים, אך לעומת זאת רדפו באגרסיביות את הנאצים לשעבר.
בנובמבר 1945 חזר אייזנהאואר לוושינגטון והחליף את מרשל בתפקיד ראש מטה צבא ארצות הברית. תפקידו העיקרי היה שחרורם המהיר של מיליוני החיילים, משימה איטית שהתעכבה עוד יותר בגלל מחסור בספינות. בשנת 1946 שוכנע אייזנהאואר שפניה של ברית המועצות אינן למלחמה וכי יש אפשרות ליחסים ידידותיים בין שתי המעצמות; הוא תמך באומות המאוחדות וביכר את התערבותו של הארגון בפיקוח על פצצות האטום. בפועל, הושפע הנשיא הארי טרומן ממחלקת המדינה של ארצות הברית בניסוח המדיניות הנוגעת להפצצות אטום וליחסים עם ברית המועצות, והתעלם מאייזנהאואר ומהפנטגון. אייזנהאואר התנגד להטלת פצצת האטום על יפן, בטענה שהיפנים היו מוכנים להיכנע, ובגלל סלידתו מכך שארצות הברית תהיה הראשונה להשתמש בנשק. אייזנהאואר תמך בשיתוף פעולה עם ברית המועצות, ואף ביקר בוורשה ב-1945, בהזמנתו של בולסלאב ביירוט. הוא נדהם לגלות את ההרס בעיר. באמצע 1947, כאשר המתיחות בין ארצות הברית לברית המועצות בנוגע לשיקום הכלכלי של גרמניה ומלחמת האזרחים ביוון החריפה, ויתר אייזנהאואר על התקווה לשיתוף פעולה עם ברית המועצות והסכים למדיניות הבלימה במטרה לעצור את ההתפשטות הסובייטית.
הבחירות לנשיאות ארצות הברית 1948.
ביוני 1943 הציע פוליטיקאי לאייזנהאואר כי אולי הוא יהפוך לנשיא ארצות הברית לאחר המלחמה, דבר שסירב לו בתוקף כל עוד היה גנרל. כשאחרים שאלו אותו בנוגע לעתידו הפוליטי, ענה אייזנהאואר לאחד מהם שהוא אינו מסוגל לתאר לעצמו שירצה תפקיד פוליטי כלשהו "מלוכד כלבים ועד למלך העליון של היקום" (בקולוקיאליזם האמריקני, "לוכד כלבים" [dogcatcher] הוא משרה פוליטית זוטרה או לפוליטיקאי לא פופולרי), ולאדם אחר אמר שהוא לא יוכל לשרת כראש המטה של הצבא אם ייחשב כבעל שאיפות פוליטיות. אי לכך, דעותיו הפוליטיות לא היו ידועות בתקופה זו והן המפלגה הדמוקרטית והן המפלגה הרפובליקנית חיזרו אחריו. במהלך ועידת פוטסדאם ב-1945 אמר טרומן הדמוקרטי לאייזנהאואר שבמקרה שיחפוץ בכך, יוכל הנשיא לעזור לגנרל לזכות בבחירות לנשיאות ב-1948, וב-1947 הוצע כי טרומן יהיה המועמד לסגנות הנשיאות לצד אייזנהאואר במקרה שהגנרל מקארתור היה זוכה במועמדות הרפובליקנית.
בהתקרב מועד הבחירות דחקו באייזנהאואר פוליטיקאים ואזרחים רבים, משתי המפלגות, לרוץ לנשיאות. בינואר 1948, לאחר ששמע על תוכניות בניו המפשייר לבחור נציגים התומכים בו לוועידה הרפובליקנית הלאומית הממשמשת ובאה, הצהיר אייזנהאואר שהוא לא יוכל להציג מועמדות למשרה פוליטית בכירה, בטענה שהוא חייל ולא יכול להתמודד לתפקיד פוליטי. אייזנהאואר אמנם לא הצטרף לאף אחת מהמפלגות בתקופה הזו, אך היה מפורש באי רצונו לחבור לדמוקרטים. רבים האמינו שבזאת הוא ויתר על ההזדמנות היחידה בשבילו להיות נשיא, וביססו זאת על ההנחה כי תומאס דיואי הרפובליקני שנחשב לבעל הסיכויים הגבוהים לנצח בבחירות, יכהן שתי קדנציות, ואייזנהאואר יהיה אז בגיל 66 (בשנת 1956) ומבוגר מדי כדי להיות נשיא.
נשיא אוניברסיטת קולומביה והמפקד העליון של נאט"ו.