オーヴァーロード作戦
アイゼンハワーは9月1日、連合軍の全陸上部隊の指揮官となった。そしてドイツ軍の反撃とフランスに届く物資の制約への懸念から、狭い正面の一撃ではなく幅広い正面で作戦を継続することを決定した。ノルマンディーに上陸した部隊はジークフリート線への進撃(英語版)の過程で、9月12日、南フランスの連合軍と合流した。9月17日、モントゴメリーは、英米の空挺部隊でオランダ国内の橋を確保し陸上部隊がライン川を渡りドイツへ進撃するマーケット・ガーデン作戦を開始したが失敗した。連合軍の進撃はドイツ軍の抵抗と補給不足(特に燃料)のため遅くなった。12月16日、ドイツ軍はバルジの戦いと呼ばれることになる、西部戦線最後の大攻勢であるアルデンヌ攻勢を開始した。1945年1月12日には、ソ連軍がヴィスワ=オーデル攻勢を開始した。4月16日、ベルリンの戦いが始まる。4月30日、ソ連軍がベルリンの総統地下壕に近づくとヒトラーは自殺し、5月7日にドイツは降伏した。
ノルマンディー上陸作戦は史上最大の海上侵攻作戦であり、上陸作戦に約5,000隻、護衛艦艇289隻、掃海艇277隻が投入された。連合軍は、ソ連軍の進撃を遅らせるおそれがある大部隊を東部戦線から引きはがすことで、ヨーロッパにおける戦争を早く終わらせようとした。
1940年6月、ドイツの指導者アドルフ・ヒトラーは、彼が「史上最高の勝利」と呼んだフランス侵攻で大成功を収めた。北フランス沿岸に閉じ込められた、イギリス海外派遣軍 (BEF)の大部分を含む338,000人を超える連合軍兵士は、5月27日から6月4日のダイナモ作戦でイギリスへ海路撤退した。イギリスの作戦参謀は10月4日、ウィンストン・チャーチル首相に、イギリス連邦諸国とアメリカの支援があったとしても、すぐには大陸に拠点を再建することは不可能であると報告した。1941年6月に枢軸軍のソ連侵攻が始まると、ソ連の指導者ヨシフ・スターリンは西ヨーロッパに第二戦線を作ることを求め始める。しかしチャーチルは、アメリカの支援があったとしてもイギリスにはそんな攻撃を行うのに十分な部隊を持たない、と考えていたため拒否した。そして第一次世界大戦のソンムの戦いやパッシェンデールの戦いで行ったような損害の多い正面突撃を避けることを望んでいた。1942-43年に2つの試案、ラウンドアップ作戦(英語版)とスレッジハンマー作戦が提案されたが、イギリス軍はいずれも現実的あるいは成功の見込みがあると考えなかった。代わりに連合軍は地中海方面での活動を拡大し、1942年11月にフランス領北アフリカへ侵攻(トーチ作戦)、1943年7月にシチリア島へ侵攻(ハスキー作戦)、同年9月にイタリアへ侵攻(アヴァランチ作戦)した。これらの作戦により上陸戦闘に関する貴重な経験を得た。
1943年5月にワシントンで行われたトライデント会談で、翌年のうちにイギリス海峡越しの侵攻作戦を実行することが決定された。
ノルマンディーが解放される間に、13,632人から19,890人のフランス人住民が死亡し、より多くの住民が重傷を負った。戦役中の死亡者に加えて、11,000人から19,000人が侵攻前の爆撃で死亡したと推計されている。戦争全体を通してフランスの住民計7万人が死亡した。地雷や不発弾は、戦役終了後もノルマンディーの住民に被害を与え続けた。
侵攻に先立ち、SHAEFはフランスの歴史遺産の破壊を限定する必要性を強調する命令(後に武力紛争の際の文化財の保護に関する条約第一議定書の基となる)を発した。遺跡に関する公式民事リスト(Official Civil Affairs Lists of Monuments)に記されたこれらの場所は、上位司令部から許可がない限り部隊が使用することはできなかった。それでも至る所で、教会の尖塔や石造りの建物がドイツ軍が使用するのを防ぐために損傷を与えられたり破壊されたりした。再建する作業者が道路修理のために重要な廃墟から瓦礫を使用するのを防いだり、芸術品を探すのを防ぐ努力がなされた。バイユーのタペストリーや他の文化財は戦争開始時からル・マン近郊のスルシェ城(英語版)に保管され、無傷であった。ドイツ軍もまた保護する建物のリストを作成していたが、その目的は良好な状態に保ちドイツ軍の宿舎とするためであった。
ノルマンディーの多くの都市と町が戦闘や爆撃により完全に破壊された。