เชมเบอร์ลินลาออกจากตำแหน่งนายกรัฐมนตรีเมื่อวันที่ 10 พฤษภาคม 1940 หลังฝ่ายสัมพันธมิตรถูกต้อนให้ถอยจากนอร์เวย์ เพราะเขาเชื่อว่ารัฐบาลที่ได้รับการสนับสนุนจากทุกพรรคการเมืองสำคัญ และพรรคแรงงานและอนุรักษนิยมจะไม่เข้าร่วมรัฐบาลที่เขาเป็นหัวหน้า วินสตัน เชอร์ชิลสืบตำแหน่งเขาแต่เขายังเป็นที่เคารพอยู่มากในรัฐสภาโดยเฉพาะในหมู่อนุรักษนิยม สุขภาพที่ทรุดโทรมจากโรคมะเร็งทำให้เขาต้องลาออกในเวลาต่อมา เชมเบอร์ลินเป็นสมาชิกสำคัญในคณะรัฐมนตรีฝ่ายสงครามของเชอร์ชิล โดยเป็นหัวหน้าเมื่อเชอร์ชิลไม่อยู่ เชมเบอร์ลินถึงแก่อสัญกรรมด้วยโรคมะเร็งลำไส้ใหญ่หกเดือนหลังลาออกจากตำแหน่งนายกรัฐมนตรี