ฝ่ายอักษะ
ประเทศอื่น ๆ ที่ลงนามในกติกาสัญญาไตรภาคี > โรมาเนีย

เมื่อสงครามปะทุขึ้นในยุโรป เศรษฐกิจของราชอาณาจักรโรมาเนียดูด้อยกว่าผลประโยชน์ของนาซีเยอรมนีผ่านทางสนธิสัญญาที่ลงนามในฤดูใบไม้ผลิ ค.ศ. 1939 อย่างไรก็ตาม ประเทศไม่ได้ละทิ้งความเห็นอกเห็นใจที่สนับสนุนต่อบริติชโดยสิ้นเชิง โรมาเนียยังเป็นพันธมิตรกับโปแลนด์ตลอดในช่วงระหว่างสงคราม ภายหลังจากการรุกรานโปแลนด์โดยเยอรมนีและสหภาพโซเวียต และการพิชิตฝรั่งเศสและกลุ่มประเทศแผ่นดินต่ำของเยอรมนี โรมาเนียพบว่าตนเองโดดเดี่ยวมากขึ้น ในขณะเดียวกัน ฝ่ายสนับสนุนเยอรมันและฝ่ายสนับสนุนลัทธิฟาสซิสต์ก็เริ่มเติบโตขึ้น
เดือนสิงหาคม ค.ศ. 1939 กติกาสัญญาโมโลตอฟ–ริบเบินทร็อพระหว่างเยอรมนีและโซเวียตซึ่งประกอบไปด้วยพิธีตราสารลับว่าด้วยได้ยกดินแดนเบสซาราเบียและบูโกวินาทางตอนเหนือให้แก่สหภาพโซเวียต เมื่อวันที่ 28 มิถุนายน ค.ศ. 1940 สหภาพโซเวียตได้เข้ายึดครองและผนวกรวมเบสซาราเบีย เช่นเกียวกับส่วนหนึ่งของโรมาเนียตอนเหนือและภูมิภาคเฮิร์ตซา เมื่อวันที่ 30 สิงหาคม ค.ศ. 1940 อันเป็นผลมาจากการตัดสินด้วยอนุญาโตตุลาการของเยอรมัน-อิตาลีในรางวัลเวียนนาครั้งที่สอง โรมาเนียต้องยกดินแดนทรานซิลเวเนียทางตอนเหนือให้แก่ฮังการี ดอบรูจาใต้ถูกยกให้แก่บัลแกเรียในเดือนกันยายน ค.ศ. 1940 ในความพยายามที่จะเอาใจพวกฟาสซิสต์ภายในประเทศและได้รับการคุ้มครองจากเยอรมัน พระเจ้าคาโรลที่ 2 ทรงแต่งตั้งให้นายพล อียอน อันตอเนสกู เป็นนายกรัฐมนตรี เมื่อวันที่ 6 กันยายน ค.ศ. 1940
สองวันต่อมา อันตอเนสกูได้บีบบังคับกษัตริย์ให้ทำการสละราชบังลังก์และแต่งตั้งพระราชโอรสองค์เล็กพระนามว่า ไมเคิล(มีไฮ) ขึ้นครองราชย์ และประกาศแต่งตั้งตนเองเป็น Conducător(ท่านผู้นำ) ด้วยอำนาจเผด็จการ รัฐกองทหารแห่งชาติได้ถูกประกาศสถาปนา เมื่อวันที่ 14 กันยายน โดยมีกลุ่มผู้พิทักษ์เหล็กปกครองร่วมกับอันตอเนสกู ซึ่งเป็นขบวนการทางการเมืองโดยถูกต้องตามกฎหมายเพียงหนึ่งเดียวในโรมาเนีย ภายใต้กษัตริย์มีไฮที่ 1 และรัฐบาลทหารของอันตอเนสกู โรมาเนียได้ลงนามในกติกาสัญญาไตรภาคี เมื่อวันที่ 23 พฤศจิกายน ค.ศ. 1941 ทหารเยอรมันได้เข้าสู่ประเทศ เมื่อวันที่ 10 ตุลาคม ค.ศ. 1941 เพื่อทำการฝึกแก่กองทัพโรมาเนีย คำสั่งของฮิตเลอร์ต่อทหาร เมื่อวันที่ 10 ตุลาคม ได้ระบุว่า "จำเป็นต้องหลีกเลี่ยงแม้แต่การยึดครองทางทหารของโรมาเนียเพียงน้อยนิด" การเข้ามาของทหารเยอรมันในโรมาเนียได้ทำให้เบนิโต มุสโสลินี เผด็จการอิตาลีตัดสินใจในการเปิดฉากการรุกรานกรีซ เริ่มต้นสงครามกรีซ-อิตาลี ภายหลังจากได้รับอนุมัติจากฮิตเลอร์ในเดือนมกราคม ค.ศ. 1941 อันตอเนสกูทำการขับไล่กลุ่มผู้พิทักษ์เหล็กออกจากอำนาจ
ต่อมาโรมาเนียถูกใช้เป็นเวทีสำหรับการรุกรานยูโกสลาเวียและสหภาพโซเวียต แม้จะไม่ได้มีส่วนเกี่ยวข้องทางทหารในการรุกรานยูโกสลาเวีย โรมาเนียได้ร้องขอให้ทหารฮังการีไม่ปฏิบัติการในบาเน็ท ดังนั้น เพาลุสจึงแก้ไขแผนการของฮังการีและเก็บทหารของตนไว้ทางตะวันตกของแม่น้ำติซอ
โรมาเนียได้เข้าร่วมในการรุกรานสหภาพโซเวียตซึ่งนำโดยเยอรมนี เมื่อวันที่ 22 มิถุนายน ค.ศ. 1941 อันตอเนสกูเป็นผู้นำต่างประเทศเพียงคนเดียวที่ฮิตเลอร์ปรึกษาหารือเรื่องทางทหาร และทั้งสองคนจะพบกันไม่น้อยกว่าสิบครั้งตลอดช่วงสงคราม โรมาเนียได้ยึดดินแดนเบสซาราเบียและบูโควินาทางตอนเหนือกลับคืนมาในช่วงปฏิบัติการมึนเชินก่อนที่จะยึดครองดินแดนโซเวียตต่อไปและก่อตั้งเขตผู้ว่าการทรานส์นิสเตรีย ภายหลังการล้อมออแดซา เมืองกลายเป็นเมืองหลวงของเขตผู้ว่าการ กองทหารโรมาเนียต่อสู้รบเพื่อเข้าสู่แหลมไครเมียพร้อมกับกองทหารเยอรมันและมีส่วนสำคัญในการล้อมเซวัสโตปอล ต่อมา กองทหารภูเขาได้ร่วมการทัพของเยอรมันในเทือกเขาคอเคซัสไปจนถึงนัลชิค ภายหลังจากประสบความสูญเสียอย่างร้ายแรงที่สตาลินกราด เจ้าหน้าที่โรมาเนียได้เริ่มทำการเจรจาทำข้อตกลงเพื่อสันติภาพอย่างลับ ๆ กับฝ่ายสัมพันธมิตร
อุตสาหกรรมทางทหารของโรมาเนียนั้นมีขนาดเล็กแต่เต็มไปด้วยความอเนกประสงค์ สามารถคัดลอกและผลิตระบบอาวุธของฝรั่งเศส โซเวียต เยอรมัน บริติช และเชโกสโลวักได้หลายพันรายการ รวมไปถึงการผลิตผลผลิตแบบดั้งเดิมที่มีประสิทธิภาพ โรมาเนียยังได้สร้างเรือรบขนาดใหญ่มาก เช่น เรือวางทุ่นระเบิด NMS Amiral Murgescu และ เรือดำน้ำ NMS Rechinul และ NMS Marsuinul มีการผลิตเครื่องบินที่ถูกออกแบบแต่เดิมจำนวนหลายร้อยลำ เช่น เครื่องบินขับไล่อย่าง  IAR 80 และเครื่องบินทิ้งระเบิดเบาอย่าง IAR 37 ประเทศนี้ได้สร้างยานรบหุ้มเกราะอีกด้วย โดยเฉพาะอย่างยิ่งคือ ยานเกราะพิฆาตรถถัง Mareșal ซึ่งอาจจะเป็นไปได้ว่ามีอิทธิพลต่อการออกแบบของยานเกราะพิฆาตรถถัง เฮ็ทเซอร์ ของเยอรมัน โรมาเนียยังเป็นประเทศที่สำคัญในอุตสาหกรรมผลิตน้ำมันมาตั้งแต่ปี ค.ศ. 1800 เป็นหนึ่งในผู้ผลิตรายใหญ่ที่สุดในยุโรป และโรงกลั่นน้ำมันที่โปลเยชต์ ได้ให้ผลผลิตประมาณ 30% ของการผลิตน้ำมันของฝ่ายอักษะทั้งหมด นักประวัติศาสตร์ชาวอังกฤษนามว่า เดนนิส เดเลแทนต์ ได้ยืนยันว่า การสนับสนุนที่สำคัญของโรมาเนียต่อการทำสงครามของฝ่ายอักษะ รวมถึงการมีกองทัพฝ่ายอักษะขนาดใหญ่เป็นอันดับสามในยุโรปและค้ำจุนการทำสงครามของเยอรมันด้วยน้ำมันและยุทโธปกรณ์อื่น ๆ ซึ่งหมายความว่า "เทียบเท่ากับอิตาลีที่เป็นพันธมิตรที่สำคัญและไม่ได้อยู่ในหมวดหมู่ของประเทศรองที่เป็นรัฐบริวารของฝ่ายอักษะ" นักประวัติศาสตร์ชาวอังกฤษอีกคนนามว่า Mark Axworthy มีความเชื่อว่า โรมาเนียมีโอกาสที่จะพิจารณาได้ว่ามีกองทัพฝ่ายอักษะที่สำคัญมากที่สุดเป็นอันดับสองในยุโรป มากกว่ากองทัพอิตาลีด้วยซ้ำ
โรมาเนียภายใต้อันตอเนสกูเป็นรัฐเผด็จการฟาสซิสต์และระบบรวบอำนาจเบ็ดเสร็จ ชาวยิวจำนวนระหว่าง 45,000 คน และ 60,000 คน ล้วนถูกสังหารในบูโกวินาและเบรสซาราเบียโดยทหารโรมาเนียและเยอรมันใน ค.ศ. 1941 ตามคำกล่าวของ Wilhelm Filderman ว่า ชาวยิวอย่างน้อย 150,000 คนในเบรสซาราเบียและบูโกวินา ล้วนเสียชีวิตภายใต้ระบอบอันตอเนสกู(ทั้งผู้ที่ถูกขับไล่เนรเทศและผู้ที่ยังคงอยู่) โดยรวมแล้ว ชาวยิวประมาณ 250,000 คน ที่อยู่ภายใต้เขตอำนาจศาลของโรมาเนียล้วนเสียชีวิต
ใน ค.ศ. 1943 กระแสสงครามได้เปลี่ยนไป โซเวียตได้ผลักดันกลับไปยังทางตะวันตกมากขึ้น สามารถยึดยูเครนกลับคืนมา และในที่สุดก็ได้เปิดฉากการรุกโรมาเนียทางตะวันออกในฤดูใบไม้ผลิ ค.ศ. 1944 ซึ่งไม่ประสบความสำเร็จ กองกำลังทหารโรมาเนียในแหลมไครเมียได้ช่วยกันขับไล่การยกพลขึ้นบกของโซเวียตในช่วงแรก แต่ในที่สุด คาบสมุทรทั้งหมดก็ถูกกองทัพโซเวียตยึดครองกลับคืนอีกครั้ง และกองทัพเรือโรมาเนียได้ทำการอพยพทหารเยอรมันและโรมาเนียมากกว่า 100,000 นาย ความสำเร็จดังกล่าวทำให้พลเรือเอกของกองทัพเรือโรมาเนียนามว่า โฮเรีย มาเชลลาริอู(Horia Macellariu) ได้รับเหรียญกางเขนอัศวินแห่งกางเขนเหล็ก ในช่วงการรุกยาช–คีชีเนฟ เดือนสิงหาคม ค.ศ. 1944 โรมาเนียได้เปลี่ยนข้างฝ่าย เมื่อวันที่ 23 สิงหาคม ค.ศ. 1944 ทหารโรมาเนียได้ต่อสู้รบเคียงข้างกับกองทัพโซเวียตจนกระทั่งสงครามยุติลง ซึ่งเดินทางไปไกลถึงเชโกสโลวาเกียและออสเตรีย