オーヴァーロード作戦
連合軍は侵攻の数か月前から、ドイツ軍が連合軍の主上陸日付と場所を誤認するよう計画された、ボディーガード作戦(英語版)を実行した。同作戦のうちフォーティテュード作戦は、偽の無線通信を行いドイツ軍にノルウェーへの攻撃を予想させようとするフォーティテュード・ノースと、7月にパ=ド=カレーへの上陸を行うと信じさせようとする大規模な欺瞞作戦フォーティテュード・サウスからなった。架空のアメリカ第1軍集団が、司令官ジョージ・パットン中将の下、ケントとサセックスに配置されているかのように立ち上げられた。連合軍は、ニセの戦車、トラック、上陸用船艇を作り、海岸近くに配置した。大軍が集結しているかのように偽装するため、カナダ第2軍団(英語版)やカナダ第2師団(英語版)を含むいくつかの部隊が、この地域に移動した。ニセの無線通信だけでなく、第21軍集団からの本物の通信がまず陸上通信線でケントを経由した後に、そこから無線発信することで、ドイツ軍に連合軍の大半がそこに駐屯している印象を与えようとした。パットンは、第二次攻撃がカレーで行われるとドイツを欺き続けるため、7月6日までイギリスに留まった。軍人も一般市民も機密保持の必要性を認識しており、侵攻参加部隊は特に侵攻直前には可能な限り隔離された。アメリカ軍のとある将軍は、パーティで侵攻開始日を臭わすという失態を犯し更迭された。
ドイツ軍は、フランスと低地諸国に50個師団、デンマークとノルウェーに18個師団を配置していた。ドイツ国内で15個師団が編成中であったが、戦略予備はなかった。カレー地方はハンス・フォン・ザルムート上級大将指揮下の第15軍が、ノルマンディー地方は、フリードリヒ・ドルマン上級大将指揮下の第7軍が守備した。戦争による損害、特に東部戦線により、ドイツにはもはや徴兵可能な若者が底をついており、ドイツ軍兵士の平均年齢は連合軍を6歳上回っていた。ノルマンディーの兵士の多くは「東方部隊」-トルキスタン(英語版)、ロシア、モンゴルその他の地域からの徴集兵や義勇兵であった。国防軍は彼らに主に信頼性に欠ける鹵獲兵器を与えた。また機械輸送力を欠いていた。第12SS装甲師団「ヒトラーユーゲント」など後から到着した部隊は、海岸に張り付けられた兵士よりも、大部分が若く、はるかに良い装備を持ち訓練されていた。
西ヨーロッパに新たな戦線ができることは、第一次世界大戦での二正面作戦の再現を恐れるドイツ軍にとって、巨大な物理的一撃であった。また、ノルマンディー上陸は、何人かの歴史家が冷戦の開始(英語版)と考える、ソ連と西側諸国との「ヨーロッパでの競争」の開始を告げた。
ノルマンディーの勝利はいくつもの要因から生まれた。大西洋の壁沿いのドイツ軍の準備は部分的にしか完成していなかった。Dデイの少し前の時点で、ロンメルはいくつかの地域で資源が他に転用されたため、建設が18パーセントしか完成していないと報告している。フォーティテュード作戦で行われた欺瞞工作は成功し、ドイツ軍は広範囲に伸びた海岸線の守備を余儀なくされた。連合軍が航空優勢を獲得・維持したことで、ドイツ軍はイギリスで進む作戦準備の観測や、爆撃機による妨害を行うことができなかった。フランス国内の輸送施設は連合軍の爆撃とフランス人レジスタンスにより酷く破壊され、ドイツ軍が増援や物資を輸送するのを困難にした。弾幕砲撃の多くは目標を外したり打撃を与えるほどには集中していなかったが、特殊戦車がオマハを除いて活躍し、海岸に上陸すると近接支援砲撃を行った。決断力に欠け、かつ非常に複雑なドイツ軍上層部の指揮系統もまた、連合軍の勝利の一要因となった。
南はサン=ローまでコタンタン半島を確保した後、アメリカ第1軍は7月25日にコブラ作戦を開始し、8月1日までにアヴランシュを越えて南へ進撃した。イギリス軍は、ヴィールとモン・パンソンの高地を確保するため、7月30日にブルーコート作戦(英語版)を開始した。ジョージ・パットン中将のアメリカ第3軍が8月1日に行動を開始し、アメリカ第1軍がル・マン方面に東へ圧力をかけ続けるとともに側面を守る間に、ブルターニュ地方の大半と南はロワール川までの地域を素早く奪取した。8月3日までに、パットンとアメリカ第3軍はブルターニュに小部隊を残して、カーン南方に集結するドイツ軍に向け東へ転進した。クルーゲが反対したにもかかわらず、ヒトラーは8月4日にヴィールからアヴランシュに向け反撃するリュティヒ作戦を命令した。
カナダ第2軍団(英語版)が8月8日、トータライズ作戦(英語版)でカーンからファレーズに向け南へ攻撃すると、ブラッドレーとモントゴメリーはドイツ軍の大部隊をファレーズに包囲する可能性があることを認識した。アメリカ第3軍は南から包囲を続け、8月11日にはアランソンに到達した。ヒトラーは8月14日まで反撃を主張し続けていたが、クルーゲとその幕僚は東への撤退を計画し始めた。
初期目標は、カランタン、イシニー(英語版)、バイユー、そしてカーンであった。ユタとオマハに上陸するアメリカ軍は、コタンタン半島を分断しシェルブールの港湾施設を占領することが求められた。ソードとゴールドに上陸するイギリス軍とジュノーに上陸するカナダ軍は、カーンを占領し、カーン近郊に飛行場を建設する間、アメリカ軍の側面を守るためコーモン=レヴォンテ(英語版)からカーン南東にかけて戦線を形成することが求められた。カーンとその周辺地域の確保は、イギリス・カナダ軍にとってファレーズ占領に向け南へ進撃するための確固たる足場となるものとされた。最初の三週間でアヴランシュとファレーズを結ぶ線より北側の地域を全て占領し、それから左へ旋回してセーヌ川へ向け進撃する予定であった。
バートラム・ラムゼー大将率いる侵攻艦隊は、アメリカ軍戦区を支援する西部任務部隊(アラン・G・カーク(英語版)少将指揮)と、イギリス・カナダ軍戦区を支援する東部任務部隊(フィリップ・ヴィアン(英語版)少将指揮)に分けられた。オマール・ブラッドレー中将率いるアメリカ第1軍は、第7軍団 (ユタ)と第5軍団 (オマハ)で構成された。一方イギリス軍は、マイルズ・デンプシー(英語版)中将率いる第2軍(英語版)の下、第30軍団(英語版)(ゴールド)、第1軍団(英語版)(ジュノーおよびソード)で構成された。陸上部隊全体の指揮はモントゴメリーが執り、航空部隊はトラフォード・レイ=マロリー(英語版)大将(英語版)が指揮した。カナダ第1軍(英語版)には、ポーランド(英語版)、ベルギー、オランダの部隊も属した。またその他にも参加した国があった。