הצדדים הלוחמים נחלקו לשני מחנות : מדינות הציר ובעלות הברית. המדינות העיקריות במחנה הציר היו גרמניה הנאצית, איטליה הפשיסטית והאימפריה היפנית. המדינות העיקריות במחנה בעלות הברית היו הממלכה המאוחדת, צרפת, ברית המועצות, ארצות הברית, וסין. צרפת חדלה להיות חלק מבעלות הברית בעקבות תבוסתה לגרמניה במאי 1940 וכינון ממשלת וישי (אך כוחות צרפתיים קטנים המשיכו להילחם לצד בעלות הברית במסגרת צבא צרפת החופשית), וחזרה למחנה בעלות הברית לאחר ששוחררה מהכיבוש הגרמני בקיץ 1944. ברית המועצות חתמה על הסכם אי לוחמה עם גרמניה הנאצית ב-23 באוגוסט 1939 (הסכם ריבנטרופ מולוטוב) וחברה למחנה בעלות הברית רק לאחר הפלישה הגרמנית לשטחה ב-22 ביוני 1941 ("מבצע ברברוסה"). ארצות הברית הצטרפה למלחמה רק לאחר המתקפה היפנית על בסיס בנמל פרל הארבור ב-7 בדצמבר 1941. סין נלחמה נגד הכיבוש היפני כבר החל מ-1937 במסגרת מלחמת סין–יפן השנייה, שהייתה אחת מזירות מלחמת העולם השנייה.