Khi Chiến tranh thế giới thứ hai nổ ra ngày 3 tháng 9 năm 1939, do những xung đột chính trị ở nhiều nước châu Âu, số lượng tình nguyện tham gia Lê dương tăng vọt lên tới 48.924 người (tính đến ngày 9 tháng 5 năm 1940). Số lượng người tình nguyện lớn đã cho phép đội quân Lê dương Pháp thành lập thêm các đơn vị mới, các đơn vị này tham chiến chủ yếu ở chiến trường châu Phi, họ đã phòng thủ Bir Hakeim trong cuộc tấn công của "Quân đoàn Phi châu" (Đức Quốc xã) và người Ý. Kết thúc trận đánh này, quân Pháp tự do chịu thiệt hại nặng nề, quân nhu cạn sạch, nên phải tiến hành rút lui ra khỏi Bir Hakeim. Quân Lê dương Pháp cũng tham chiến cùng phe Đồng Minh trong trận El Alamein thứ hai, trong đó bọn họ được quân Đồng Minh giao nhiệm vụ cho chiếm đoạt cứ điểm của Quân đội Ý.