À la tête de la Western Desert Force, il stoppe l'invasion italienne de l'Égypte entre septembre et décembre 1940 puis conte-attaque lors de l'opération Compass. En cinq jours, ses troupes libèrent l'intégralité du territoire égyptien occupé par les Italiens. Le général O'Connor exploite le succès de l'opération Compass et s'enfonce en territoire libyen. Entre le 3 et le , les Australiens de la division d'infanterie battent les italiens à Bardia et, le , s'emparent de Tobrouk. Le , les chars de la division blindée battent les Italiens à Mechili. Derna est occupée le . Le , l'avant-garde britannique atteint Beda Fomm. Elle coupe ainsi la voie de retraite de la Armée italienne qui se retrouve prise au piège. Après une dernière tentative de percée les lignes britanniques le , les Italiens se rendent et la Armée est anéantie.