ביוני 1942, הביסו כוחות הציר את בעלות הברית בקרב גזאלה והתקדמו לצפון-מערב מצרים. ביוני, התייצבה הארמייה השמינית הבריטית במרחק של 100 ק"מ בלבד ממערב לאלכסנדריה, בסעיף מסילת הברזל של אל עלמיין והדיוויזיה התשיעית קודמה כדי לתגבר את הכוחות הבריטים. חיל החלוץ של הדיוויזיה הגיע לאל עלמיין ב-6 ביולי ועל הדיוויזיה הוטלה האחריות על הגזרה הצפונית של קוו ההגנה של בעלות הברית. הדיוויזיה התשיעית לקחה חלק משמעותי בקרב אל-עלמיין הראשון שבלם את התקדמותם של כוחות הציר, אף על פי שבאזור החוף נגרמו אבדות כבדות, כולל גדוד חיל הרגלים ה-2/28 בשלמותו, שנפל בשבי ב-27 ביולי. בעקבות קרב זה נותרה הדיוויזיה בקצהו הצפוני של קו אל עלמיין והיא הוציאה מתקפות דיוויזיוניות במהלך קרב עלם חלפה בראשית ספטמבר.
באוקטובר 1942, לקחו הדיוויזיה התשיעית והטייסות של חיל האוויר המלכותי האוסטרלי חלק בקרב אל-עלמיין השלישי. לאחר תקופה ארוכה של הכנות, שיגרה הארמייה השמינית את המתקפה העיקרית שלה ב-23 באוקטובר. הדיוויזיה התשיעית הייתה מעורבת בכמה מהמתקפות הכבדות של הקרב והתקדמותה באזור החוף הצליחה לדחוק כמות ניכרת של כוחות גרמנים אל מול הדיוויזיה השנייה הניו זילנדית המתוגברת שפרצה בהחלטיות דרך קווי הגרמנים במהלך הלילה שבין ה-1 וה-2 בנובמבר. הדיוויזיה התשיעית ספגה אבדות כבדות במהלך הקרב ולא לקחה חלק במרדף אחר כוחות הציר הנסוגים. במהלך הקרב ביקשה ממשלת אוסטרליה שהדיוויזיה תוחזר לאוסטרליה, שכן לא ניתן היה להזרים מספיק כוחות כדי לתגבר אותה והבקשה התקבלה על ידי ממשלות בריטניה וארצות הברית בנובמבר. הדיוויזיה התשיעית עזבה את מצרים לאוסטרליה בינואר 1943, ובכך סיימה את מעורבותו של ה-AIF במלחמה בצפון אפריקה.
תוניסיה, סיציליה ואיטליה.
אף על פי שקרב אל-עלמיין השלישי סימן את סיום תפקידם העיקרי של הכוחות האוסטרלים בזירת הים התיכון, כמה יחידות של חיל האוויר המלכותי האוסטרלי ומאות אוסטרלים שסופחו לכוחות חבר העמים הבריטי, נותרו באזור עד תום המלחמה. לאחר שהדיוויזיה התשיעית הוחזרה הביתה, המשיכה אוסטרליה להיות מיוצגת בצפון אפריקה על ידי כמה טייסות שהעניקו תמיכה לתנועת ההתקדמות של הארמייה השמינית דרך לוב ולאחר מכן במהלך המערכה בתוניסיה. שתי משחתות אוסטרליות (ה"קוויברון" - HMAS Quiberon וה"קוויקמאץ'" - HMAS Quickmatch) השתתפו גם הן בנחיתת בעלות הברית בצפון אפריקה, מבצע לפיד, בנובמבר 1942.
אוסטרליה לקחה חלק משני במערכה באיטליה. הצי המלכותי האוסטרלי שב לים התיכון בין החודשים מאי לנובמבר 1943, כאשר הועברו שמונה קורבטות מהצי המזרחי של הצי המלכותי הבריטי אל צי הים התיכון כדי להגן על כוח הפלישה במהלך פלישת בעלות הברית לסיציליה. הקורבטות גם ליוו שיירות במערב הים התיכון לפני שהתאחדו מחדש עם הצי המזרחי. טייסת 239 וארבע טייסות אוסטרליות של קבוצת הטייסות ה-15 לקחו גם הן חלק במערכה בסיציליה, כשהן טסות מבסיסים בתוניסיה, במלטה, בצפון אפריקה ובסיציליה. טייסת 239 סיפקה לאחר מכן סיוע אווירי לכוחות שהשתתפו בפלישת בעלות הברית לאיטליה בספטמבר 1943 ועברה לשם באמצע אותו חודש. שתי טייסות מפציצי הקרב האוסטרליות העניקו סיוע אווירי קרוב לכוחות בעלות הברית וביצעו תקיפות על קווי האספקה הגרמנים עד לתום המלחמה. טייסת 454 הוצבה גם היא באיטליה מאוגוסט 1944 ומאות אוסטרלים שירתו ביחידות חיל האוויר המלכותי הבריטי במהלך מערכה זו.
חיל האוויר המלכותי האוסטרלי לקח גם חלק בפעולות נוספות של בעלות הברית בים התיכון. שתי טייסות של החיל, טייסת 451, שהייתה מצוידת במטוסי ספיטפייר וטייסת 458, שהייתה מצוידת במטוסי ויקרס ולינגטון, העניקו סיוע אווירי לכוחות מבצע דרגון שפלשו לדרום צרפת באוגוסט 1944. טייסת 451, הייתה מוצבת בסוף אוגוסט ובספטמבר בדרום צרפת וכאשר הסתיים המבצע, הועברו שתי הטייסות לאיטליה, אף על פי שטייסת 451 הועברה לבריטניה בדצמבר. טייסת 459 הוצבה במזרח הים התיכון עד לקראת סיום המלחמה באירופה ותקפה מטרות גרמניות ביוון ובים האגאי. בנוסף, שירתו 150 אוסטרלים בחיל האוויר הבלקני, בעיקר בטייסת 148 של חיל האוויר המלכותי הבריטי. טייסות למשימות מיוחדות אלו הצניחו אנשים ואספקה לפרטיזנים ביוגוסלביה וניסו לסייע לארמייה קריובה במהלך מרד ורשה ב-1944.
בריטניה ומערב אירופה.
בעוד שרוב הכוחות הצבאיים של אוסטרליה לחמו בחזית המערבית במלחמת העולם הראשונה, מעט אוסטרלים באופן יחסי השתתפו בזירה האירופאית במהלך מלחמת העולם השנייה. חיל האוויר המלכותי האוסטרלי, כולל אלפי אוסטרלים שהוצבו ביחידות בריטיות, תרמו תרומה משמעותית להפצצות האסטרטגיות על גרמניה ולמאמצי אבטחת הספנות של בעלות הברית באוקיינוס האטלנטי.
הגנת בריטניה.
אוסטרלים השתתפו בפעולות להגנתה של בריטניה לכל אורך המלחמה. יותר מ-100 אנשי צוות אוויר אוסטרלים לחמו בשורות חיל האוויר המלכותי הבריטי במהלך הקרב על בריטניה ב-1940 מתוכם מעל 30 טייסים. שתי בריגדות של ה-AIF, ה-18 וה-25, הוצבו גם הן בבריטניה מיוני 1940 ועד ינואר 1941 והיו חלק מכוח עתודה שהיה אמור להגיב על כל פלישה גרמנית לאיים הבריטים. יחידת יערנות של צבא אוסטרליה שירתה בבריטניה בין השנים 1940 – 1943. כמה טייסות קרב אוסטרליות הוקמו בבריטניה בשנים 1941 ו- 1942 ותרמו להגנת הממלכה מהתקפות אוויריות גרמניות והחל מאמצע 1944, מהתקפות טילי V-1.
חיל האוויר המלכותי האוסטרלי והצי המלכותי האוסטרלי לקחו חלק במערכה באוקיינוס האטלנטי. טייסת 10, שהייתה מוצבת בבריטניה עם פרוץ המלחמה לטובת קבלת מטוסי השורט סנדרלנד שלה, נותרה שם לכל אורך המלחמה כחלק מפיקוד החופים של חיל האוויר המלכותי הבריטי. באפריל 1942 הצטרפה אליה טייסת 461, שגם היא הייתה מצוידת במטוסי הסנדרלנד. טייסות אלה ליוו את השיירות של בעלות הברית והטביעו 12 צוללות גרמניות. טייסת 455 הייתה גם היא חלק מפיקוד החופים החל מאפריל 1942, כטייסת נגד ספנות שהייתה מצוידת במפציצים קלים. בתפקידה זה ביצעה הטייסת בספטמבר 1942 שליחות יוצאת דופן לבסיס חיל האוויר ונגה בברית המועצות, כדי להגן על . מאות אנשי צוות אוויר אוסטרלים שירתו גם בטייסות פיקוד החופים של חיל האוויר המלכותי הבריטי. בנוסף לתרומתו של חיל האוויר המלכותי האוסטרלי, כמה מהסיירות והמשחתות של הצי המלכותי האוסטרלי, ליוו את תנועת הספנות באוקיינוס האטלנטי ובים הקריבי ומאות מאנשי הצי שירתו על ספינות הצי המלכותי הבריטי במימי האוקיינוס האטלנטי לכל אורך המלחמה.
המלחמה האווירית באירופה.
תפקידו של חיל האוויר המלכותי האוסטרלי בהתקפות האסטרטגיות על אירופה, היה התרומה העיקרית של אוסטרליה לתבוסתה של גרמניה. כ-13,000 אנשי צוות אוויר אוסטרלים שירתו בעשרות טייסות בריטיות ובחמש טייסות אוסטרליות בפיקוד המפציצים של חיל האוויר המלכותי הבריטי, החל מ-1940 ועד לתום המלחמה. לא ניתן להצביע על תרומה ייחודית אוסטרלית במערכה זו, מאחר שרוב האוסטרלים שירתו בטייסות בריטיות והטייסות האוסטרליות היו רק חלק מהיחידות של חיל האוויר המלכותי הבריטי.
רובם ככולם של צוותי האוויר האוסטרלים בפיקוד המפציצים הבריטי היו בוגרי תוכנית אימוני האוויר של חבר העמים הבריטי. אנשים אלה לא רוכזו ביחידות אוסטרליות ותחת זאת הם הוצבו לעיתים קרובות בכל אחת מהטייסות של מדינות חבר העמים הבריטי שבהם היה צורך בכוח אדם ובטייסות אלה הם היו חלק מכוח האדם הרב-לאומי שאיש אותן. חמש טייסות מפציצים כבדים אוסטרליות (460, 462, 463, 466 ו-467) השתלבו בפיקוד המפציצים בין השנים 1941 – 1945, אולם משקלם של האוסטרלים ביחידות אלה עלה במשך הזמן. טייסת 464, שהייתה מצוידת במפציצים קלים, הייתה גם היא חלק מפיקוד המפציצים הבריטי, אך היא הועברה ביוני 1943 לחיל האוויר הטקטי השני והמשיכה בהפצצת מטרות באירופה. שלא כמו קנדה, שאנשיה התרכזו ב-1943 בטייסות מפציצים כבדים בקבוצה 6 של חיל האוויר המלכותי הקנדי, הטייסות של חיל האוויר המלכותי האוסטרלי ששירתו במסגרת פיקוד המפציצים הבריטי, היו תמיד חלק מיחידות בריטיות ולממשלת אוסטרליה הייתה שליטה מועטה על האופן בו נעשה שימוש בטייסות אלה.
אוסטרלים לקחו חלק בכל המתקפות העיקריות של פיקוד המפציצים והם סבלו אבדות כבדות במהלך המתקפות על הערים הגרמניות ועל המטרות בשטחה של צרפת. תרומתם של האוסטרלים במהלך התקפות אלה הייתה לעיתים קרובות משמעותית והטייסות האוסטרליות היווה באופן שגרתי כעשירית מכוח ההפצצה העיקרי במהלך חורף 1943 – 1944, כולל במהלך הקרב על ברלין. בסך הכול, הטייסות האוסטרליות של פיקוד המפציצים הטילו 6% מכלל משקל הפצצות שהוטלו על ידי הפיקוד במהלך המלחמה. צוותי האוויר האוסטרלים ספגו את שיעור האבדות הגבוה ביותר בהשוואה לכל כוח צבאי אחר של אוסטרליה במהלך המלחמה. אף על פי שרק 2% מהאוסטרלים שהתגייסו במלחמה שירתו בפיקוד המפציצים, שיעור ההרוגים בהם הגיע לכמעט 20%. 3,486 נהרגו ועוד מאות נפלו בשבי.