Bãi Omaha
Sự chuẩn bị của quân Đức

Thống chế Gerd von Rundstedt, tổng chỉ huy lực lượng quân đội Đức ở Mặt trận phía Tây, đã báo cáo lên Hitler vào ngày 10 tháng 1943 về sự xuống cấp của các tuyến phòng thủ ở Pháp. Thống chế Erwin Rommel sau đó được bổ nhiệm làm giám sát quá trình nâng cấp và sửa chữa Bức tường Đại Tây Dương, với báo cáo rằng một cuộc đổ bộ của kẻ thù sẽ được thực hiện tại một bãi biển tại khu vực trải dài từ Hà Lan tới Cherbourg. Rommel tin rằng bờ biển ở Normandie có khả năng cao sẽ là bãi đổ quân của quân Đồng Minh, nên ông cho củng cố và mở rộng các lớp phòng thủ ở dọc Normandie. Ngoài các ụ súng máy bằng bê tông được đặt tại các vị trí chiến lược dọc bãi biển, Rommel đã cho đóng các cọc gỗ, cọc kim loại, mìn và các chướng ngại vật chống tăng lớn trên bãi biển để trì hoãn sự tiếp cận của tàu đổ bộ và cản trở sự di chuyển của xe tăng lên bãi biển. Nghĩ rằng quân Đồng Minh sẽ đổ bộ vào lúc thủy triều lên cao để binh lính được di chuyển nhanh hơn trên bãi biển hẹp, ông cho lắp đặt nhiều chướng ngại vật tại các điểm có thủy triều lên. Tại khu vực bãi biển Omaha, bốn hàng rào chướng ngại vật đã được lắp đặt tại khu vực thủy triều xuống. Hàng đầu tiên là một hệ thống chướng ngại vật không liền nhau, với một khoảng trống ở khu vưc Dog White và một khoảng trống lớn hơn ở Easy Red, đặt cách mức nước lúc thủy triều lúc cao nhất khoảng 250 m, bao gồm hàng rào gồm 200 "Cổng của Nước Bỉ" (Belgian Gate) gắn mìn. Sau đó khoảng 30 mét là hàng thứ hai, bao gồm một hệ thống cọc gỗ cắm sâu vào bãi cát, cứ cách ba cọc thì có một cọc được gắn mìn chống tăng, nghiêng ra phía bãi biển. Thêm 30 mét nữa là một hệ thống chướng ngại vật gồm 450 cọc ba chân nghiêng về phía đất liền, được gắn mìn và được thiết kế để làm lật tàu đổ bộ. Hàng rào cuối cùng bao gồm một hệ thống chướng ngại vật nhím Séc dài, đặt cách đê chắn sóng khoảng 150 mét và được gắn mìn chống tăng và chống bộ binh. Khu vực ở giữa đê chắn sóng và vách đá cao được chăng hàng rào dây thép gai và gài mìn dày đặc.
Các đơn vị phòng thủ bờ biển, bao gồm năm đại đội bộ binh, được tập trung chủ yếu ở 15 cứ điểm gọi là Widuggsnester ("ổ đề kháng"), được định danh lần lượt từ WN-60 ở phía đông tới WN-74 ở gần Vierville ở phía tây, nằm chủ yếu xung quanh các lối vào đất liền và được bảo vệ bởi các bãi mìn và dây thép gai. Các cứ điểm được liên kết với nhau bởi hệ thống chiến hào và đường hầm. Ngoài hệ thống vũ khí cơ bản như súng trường và súng máy, hơn 60 khẩu pháo hạng nhẹ đã được triển khai tại khu vực Omaha. Những khẩu pháo hạng nặng được đặt trong tám lô cốt pháo cỡ lớn và bốn vị trí lộ thiên, trong khi các khẩu pháo hạng nhẹ được đặt trong 35 lô cốt nhỏ hơn. Thêm 18 khẩu pháo chống tăng được bố trí xung quanh bãi biển. Các khu vực nối các ổ đề kháng được bảo vệ bởi các hệ thống hào, hố cá nhân, và 85 ụ súng máy.
Tình báo Đồng Minh xác định được lực lượng phòng thủ bờ biển là một tiểu đoàn tăng cường (800-1.000 người) của Sư đoàn Bộ binh 716. Đây là một sư đoàn có đến 50% quân số là binh lính nước ngoài, phần lớn là người Nga và Ba Lan, và người Đức thuộc nhóm Volksdeutsche. Sư đoàn Bộ binh 352 được tin là đang đóng quân ở Saint-Lô, cách bãi biển khoảng 30 km và được coi là lực lượng có khả năng sẽ tổ chức phản công cao nhất. Theo chiến lược tập trung phòng thủ của Thống chế Erwin Rommel, Sư đoàn Bộ binh 352 đã được điều động vào tháng 3 năm 1944, và chịu trách nhiệm bảo vệ một phần bờ biển của Normandie, bao gồm khu vực Bãi Omaha. Sư đoàn Bộ binh 325 được tăng cường hai tiểu đoàn thuộc Trung đoàn Grenadier 726 (thuộc Sư đoàn Bộ binh 716) và Tiểu đoàn Ostlegionen 439.
Bãi Omaha thuộc "Khu vực Phòng thủ Bờ biển số 2" của Quân đội Đức Quốc Xã tại Normandie, kéo dài từ Colleville về phía tây, và được Trung đoàn Grenadier 916, với Tiểu đoàn 3 của Trung đoàn Grenadier 726 bảo vệ. Hai đại đội của Trung đoàn Grenadier 726 đóng tại các cứ điểm ở khu vực Vierville trong khi hai đại đội của Trung đoàn Grenadier 916 đóng tại các cứ điểm ở khu vực Saint-Laurent-sur-Mer ở trung tâm Omaha. Vị trí của họ được hỗ trợ bởi các đơn vị pháo binh thuộc Tiểu đoàn 1 và Tiểu đoàn 4 của Trung đoàn Pháo binh 352. Hai đại đội còn lại của Trung đoàn 916 được đưa về dự bị ở Formigny, cách bãi biển khoảng ba kilomét. Ở phía đông Colleville, "Khu vực Phòng thủ Bờ biển số 3" thuộc trách nhiệm của những đơn vị còn lại của Trung đoàn Grenadier 726. Hai đại đội được bố trí dọc bờ biển, với sự hỗ trợ của pháo binh thuộc Trung đoàn Pháo binh 352. Hai tiểu đoàn của Trung đoàn Grenadier 915 được đặt làm dự bị ở phía đông nam Bayeux, được tập hợp thành Cụm Tác chiến Meyer (Kampfgruppe Meyer) dưới sự chỉ huy của Đại tá Kurt Meyer.
Việc không xác định được quá trình tái tổ chức lại lực lượng phòng thủ là một thất bại tình báo hiếm hoi đối của Tình báo Đồng minh. Các báo cáo sau trận đánh vẫn giả định rằng Sư đoàn Bộ binh 352 tình cờ được triển khai về phòng thủ ở Normandie vài ngày trước đó để tham gia một cuộc diễn tập chống đổ bộ của Đức.