כיבוש פלרמו, העניק לבעלות הברית עמדה אסטרטגית שממנה יכלו להתחיל בהפצצות אסטרטגיות על ערי איטליה. עובדה זו גרמה למוסוליני לאבד את תמיכת ההמונים. ב-24 ביולי כינסו גליאצו צ'אנו ודינו גראנדי את המועצה הפשיסטית העליונה, וברוב מוחץ הוחלט להדיח את מוסוליני. יום לאחר מכן הוא נעצר, ומרשלו פייטרו באדוליו מונה כראש ממשלה זמני בידי המלך. באדוליו הכריז שאיטליה תמשיך להילחם לצד גרמניה, אולם בפועל החל ליצור מגעים חשאיים עם בעלות הברית. היטלר, שחשש מכך, נתן לכוחות הגרמניים באיטליה הוראה להיות בכוננות לתפוס עמדות אסטרטגיות בכל רחבי חצי האי האפניני. ב-3 בספטמבר, נחתם הסכם שלום רשמי בין מנהיגי איטליה לבעלות הברית, ועוד באותו היום החלה פלישת בעלות הברית לאיטליה. ב-8 בספטמבר פורסם ההסכם בעיתונות, והגרמנים פתחו במבצע מזורז להעברת השליטה באיטליה לידיים גרמניות. הכוחות שכבר שהו באיטליה, בסיוע כוחות שפלשו מצפון השתלטו במהירות על צפון איטליה כולל הבירה רומא. הכוחות הצבאיים של איטליה לא קיבלו הוראות מסודרות כיצד להתמודד עם בעלי בריתם לשעבר, ההתנגדות לפלישה הייתה מזערית ביותר, וחיילים איטלקיים נפלו בשבי בהמוניהם. בניגוד למה שקרה בצבא, הצי האיטלקי קיבל הוראות מדויקות יותר, ספינותיו התחמקו מהישג ידם של הגרמנים ורק ספינות מעטות נפלו בידיהם. בפני החיילים האיטלקים שנפלו בשבי הגרמני הועמדה הברירה להישאר בשבי או להצטרף ללחימה הגרמנית כנגד בעלות הברית. רק מעטים בחרו באפשרות השנייה. אלפי חיילים איטלקים שהצליחו להתחמק מהגרמנים עברו לבלקן והצטרפו לכוחות הפרטיזנים שם. כדי לעקוף את האיסור על העסקתם של שבויי מלחמה ככוח עבודה, הגדירו הגרמנים את השבויים האיטלקים כ"עצירים צבאיים" ושלחו אותם ככוח עבודה זול לגרמניה.