第二次世界大戦が勃発し、1940年に第三共和政が崩壊してヴィシー政権が誕生すると、アルジェリアはヴィシー政府を支持した。戦時中アルジェリアは直接戦場にはならなかったが、北アフリカ戦線ではドイツのロンメル将軍、アメリカ合衆国のパットン将軍達が戦闘を繰り広げた。1942年11月に連合国軍のトーチ作戦が発動し、アメリカ合衆国軍とイギリス軍が上陸すると、駐アルジェリアフランス軍のフランソワ・ダルラン提督は武装解除に応じた。こうしてアルジェリアはシャルル・ド・ゴールの自由フランスに復帰し、パリ解放までアルジェに自由フランスの本部が置かれた。フランスは本土解放のためにアルジェリア人の徴兵を行い、穏健的なナショナリストのフェラハート・アッバースらはムスリムの市民権の拡大と引き換えに自由フランスに協力した。アルジェリアからも多くの成人男子がフランス軍に動員され、アルジェリア師団はイタリア戦線のモンテ・カッシーノの戦いや、ドラグーン作戦をはじめとしたフランス本土での戦いに参加し、多大な犠牲を出した。戦時中のアルジェリア人の生活はインフレや食糧不足によって厳しく、1945年5月8日の戦勝記念日を祝うセティフの集会は対仏暴動に発展し、フランス軍によって鎮圧された（セティフ暴動）。数万人の死傷者を出したこの事件はアルジェリア独立運動を高揚させることになった。