У грудні 1941 року США вступили в Другу світову війну. Спочатку Ейзенхауер обіймав керівні посади у відділі військового і оперативного планування в штабі армії, на чолі з генералом Джорджем Маршаллом. З листопада 1942 до жовтня 1943 року командував силами союзників при наступі у Східній Африці, Сицилії й Італії. Після Тегеранської конференції західні союзники відкрили «другий фронт» у Франції, й Ейзенхауер стає Верховним головнокомандувачем експедиційними силами. Він командував англо-американськими силами вторгнення в Нормандії 6 червня 1944 року, коли була розпочата Операція «Оверлорд». У грудні присвоєно звання генерала армії. Кавалер радянського ордену «Перемога» (1945).