Op 1 september 1939 rukten de Duitsers Polen binnen. Een bemiddelingspoging van Mussolini liep op niets uit. Op 3 september verklaarden Groot-Brittannië en Frankrijk de oorlog aan Duitsland. Verscheidene landen, o.a. België en Nederland, mobiliseerden. Het Poolse leger, verouderd en nagenoeg zonder luchtwapens, bezweek al dadelijk voor de Duitsers, die van drie zijden het land binnenvielen. Na het beleg van het zwaar gebombardeerde Warschau was het pleit beslecht. Nog tijdens de gevechtshandelingen viel de Sovjet-Unie het oostelijk deel van Polen binnen (17 september 1939; de laatste Poolse strijdkrachten capituleerden op 28 september) en kort daarop verzekerde de Sovjet-Unie zich van de strategische punten in Estland, Letland en Litouwen. Spoedig volgde de annexatie van de Baltische staten (augustus 1940). Aan de Finnen stelden de Sovjet-Russen dezelfde eisen als aan de randstaten, maar de Finse regering weigerde ze in te willigen. Op 30 november 1939 begon de Sovjet-Unie de ‘Winteroorlog’ tegen Finland. Aanvankelijk wisten de Finnen successen te boeken, maar ten slotte moesten zij op 12 maart 1940 voor de Sovjet-Russische overmacht capituleren. Een aantal steunpunten moest worden afgestaan en op de Karelische Landengte het gebied van Vyborg (Viipuri), waardoor Leningrad (thans St.-Petersburg) meer beveiligd kwam te liggen voor een eventuele aanval.

De oorlog in het westen had tot dan toe weinig spectaculairs te zien gegeven. Terecht sprak men van de ‘schemeroorlog’ (enkele schermutselingen tussen Maginotlinie en Westwall). De blokkade die Groot-Brittannië uitoefende, bezorgde ook de neutralen grote moeilijkheden. De Duitse onderzeeboten en magnetische mijnen brachten al direct aan de Britse en de neutrale koopvaardijvloot grote verliezen toe. Op 9 april 1940 sloeg Hitler echter zijn eerste grote slag in het westen: hij bezette plotseling Denemarken en liet landingen vanuit zee en vanuit de lucht uitvoeren in Noorwegen. Britse en Franse hulp tijdens de overval op Noorwegen mislukte. De Britse vloot behaalde slechts in de fjord van Narvik enige successen, waar de strijd begin juni werd beëindigd.

Herhaaldelijk had het geleken dat Hitler een inval in Nederland en België zou doen. In de ochtend van 10 mei 1940 gebeurde dat ten slotte: de Duitse troepen overstroomden België, Nederland en Luxemburg. In West-Nederland werden grootscheepse luchtlandingen uitgevoerd die gedeeltelijk slaagden. De Duitsers verloren daarbij onverwacht veel vliegtuigen, wat mede bepalend is geweest voor het verloop van de Battle of Britain later in 1940. Nederland legde de wapens neer op 14 mei, België op 28 mei. De opzet van de Duitse legerleiding was om de Maginotlinie in de rug te overvleugelen en de in Noord-Frankrijk gelegerde Britse expeditiemacht af te snijden. Op 14–15 mei braken de Duitsers bij Sédan door het Franse Maasfront en konden hun tankcolonnes doorstoten naar Abbeville, welke plaats op 20 mei werd bereikt. In een dramatische actie kon een groot deel van het Britse expeditieleger vanuit Duinkerke worden geëvacueerd. Aan de Somme was een korte gevechtspauze ingetreden. Paul Reynaud nam de plaats van Daladier in als premier en de onbekwame Franse opperbevelhebber Gamelin was vervangen door Weygand. De ‘Somme-linie’ bezweek echter, Parijs werd ingenomen (14 juni 1940) en de Loire werd al spoedig door de Duitse troepen overschreden. De oorlogsverklaring van Italië aan Frankrijk (10 juni 1940) had weinig om het lijf; aan het Alpenfront wisten de Fransen de Italianen tegen te houden gedurende de korte tijd dat de strijd nog duurde. Vichy werd de zetel van de nieuwe Franse regering, onder maarschalk Pétain, ‘de held van Verdun’, die op 22 juni 1940 een wapenstilstand met de Duitsers sloot. De voorwaarden waren vrij gematigd: het gebied ten noorden van de Loire en de kuststrook werden door de Duitsers bezet, de vloot zou door de bezetter niet worden gebruikt en de koloniën mochten onder het gezag van Vichy blijven. Met Italië werd ook op 22 juni 1940 een wapenstilstand gesloten. Onder generaal De Gaulle had zich intussen (18 juni 1940) een comité van Vrije Fransen te Londen gevormd.

De positie van Groot-Brittannië leek vrij hopeloos. Churchill, op 10 mei 1940 premier geworden, had slechts ‘bloed, zweet en tranen’ te bieden. Het leger had te Duinkerke nagenoeg al het materieel verloren en in Afrika waren direct versterkingen nodig. Aan de wal had Groot-Brittannië niet veel meer over dan de slecht uitgeruste ‘home-guard’. De Verenigde Staten gaven evenwel al spoedig belangrijke materiële steun. Hitler had het plan om op korte termijn het luchtoverwicht te verkrijgen, gevolgd door landingen in Zuidoost-Engeland, om zo Groot-Brittannië op de knieën te krijgen Daarnaast gold op langere termijn de doelstelling om door de onderzeebootoorlog het land van grondstoffentoevoer en voedsel te isoleren. Dank zij het konvooisysteem ging echter de bevoorrading van overzee door, al werden er grote verliezen geleden. Technisch maakten de Britten bovendien grotere vooruitgang dan de Duitsers, vooral op het gebied van de vliegtuigbouw, radarwaarschuwing, mijnenopruiming en ontcijfering van vijandelijke radiocodes. In de periode juli–oktober 1940 wist de Britse luchtmacht in de Battle of Britain de Luftwaffe uiteindelijk te brengen tot het zwaktebod van nachtbombardementen op stadscentra. Zo moest Hitler in najaar 1940 zijn invasieplannen uitstellen, mede wegens zijn voornemens in het oosten. Daartoe versterkte hij zich ook diplomatiek.

Hongarije, Bulgarije en Roemenië sloten zich bij de ‘as’ aan; tevoren had de Sovjet-Unie Bessarabië aan Roemenië ontnomen. Italië trachtte vanuit Albanië Griekenland aan te vallen (28 oktober 1940), maar verovering van dit land gelukte pas nadat Joegoslavië in een korte veldtocht (6 tot 17 april 1941) door de Duitsers was bezet en Duitsers en Bulgaren Noord-Griekenland waren binnengevallen. Na de bezetting werd het Joegoslavische territorium verdeeld. Kroatië werd een schijnkoninkrijk (onder Italiaanse protectie), waar de Ustaša-beweging een ware terreur ontketende tegen de als Serviërs beschouwde orthodoxen. Daarbij kreeg zij aanvankelijk de hulp van de lagere rooms-katholieke geestelijkheid. Tegen de bezetters en de Ustaša-beweging streden de door kolonel Mihailović geleide četniks (Servische vrijheidsstrijders) en Tito's partizanen (communistische strijders), die weldra ook met de četniks in botsing kwamen. Eenheden van de četniks kwamen ertoe met de Italianen en in mindere mate met de Duitsers tegen de communisten te collaboreren. Ongeveer 10% van de Joegoslavische bevolking kwam om het leven, merendeels als gevolg van onderlinge strijd. In Griekenland waren de Britse hulptroepen zeer spoedig verdreven, zelfs van Kreta, waar de Duitsers een laatste kostbare luchtlandingsoperatie uitvoerden en grote verliezen toebrachten aan de Britse troepen. Met moeite handhaafde de Britse vloot zich in de Middellandse Zee tegen de numeriek sterkere Italiaanse vloot en luchtmacht, later door de Luftwaffe versterkt, waarbij vooral Malta aan meedogenloze bombardementen was blootgesteld. In Griekenland werd de (goeddeels communistische) verzetsorganisatie ELAS gevormd, het militaire apparaat van de ondergrondse politieke organisatie EAM, waarnaast o.m. de monarchistische verzetsorganisatie EDES stond.

De tegenstelling Sovjet-Unie–Duitsland, tijdelijk naar de achtergrond gedrongen, was sterker geworden. Hitler meende dat Groot-Brittannië voorshands was verlamd en richtte zich op het oosten. Het Molotov-Ribbentrop-pact uit 1939 kwam steeds meer onder spanning te staan. Russen en Duitsers wantrouwden elkaar. Hitler had al lang zijn zinnen gezet op Lebensraum in de Oekraïne, en beschouwde het communisme nog altijd als de ideologische doodsvijand. Hij gaf het startsein voor operatie Barbarossa, de grootscheepse aanval van de Duitsers en hun bondgenoten op Rusland. Stalin had tijdens de 'zuiveringen' van 1936-1938 zijn legertop goeddeels laten executeren, en had verder verzuimd zijn defensie in staat van paraatheid te brengen. Op 22 juni 1941 overschreden over een breed front de troepen van de ‘as’ de Sovjet-Russische grenzen, in het uiterste noorden door Finland gesteund, in het zuiden door Roemenië. Ondanks de tactiek van de verschroeide aarde kon de Sovjet-Unie de Duitse opmars niet stuiten en na enige maanden lagen Leningrad en Moskou in de frontlinie. Hitler had erop gerekend de veldtocht vóór de winter beëindigd te hebben. Zijn troepen misten echter de uitrusting voor het doorstaan van de Russische winter, die een ramp werd voor het Duitse leger. Het volgende jaar bracht, na verovering van de Krim, een zomeroffensief in Zuid-Rusland, dat evenwel uitliep op het drama van Stalingrad; het was Hitlers persoonlijke wens dat het beslissende offensief zich hierop zou richten. Hoewel de Duitsers in de Kaukasus aanzienlijke terreinwinst boekten, werd de Slag om Stalingrad (september 1942 – februari 1943) het keerpunt in de oorlog. Het zesde leger onder generaal Friedrich Paulus werd in de puinhopen van de stad vernietigd. Het initiatief in de strijd berustte sindsdien bij de Sovjet-Unie.

De Duitsers pasten in alle bezette gebieden hun rassenwetten toe. Joden en zigeuners kwamen buiten de wet te staan en werden uit de samenleving gestoten. Ten slotte werden zij, na in getto's te zijn samengebracht, in veewagens naar SS-vernietigingskampen vervoerd zoals Auschwitz, Sobibor en Treblinka. Hier wachtten de gaskamers, of slavenarbeid. Begin 1942 werden orders uitgevaardigd tot de uitvoering van de massamoord op de joden: de 'Endlösung der Judenfrage'. Haast niemand schoot de vervolgden te hulp; ook de Geallieerden niet, al waren er duidelijke aanwijzingen dat er een genocide bezig was. Ook anderen, zoals verzetsstrijders en politieke tegenstanders, riskeerden wegzending naar concentratiekampen of executie.

In elk bezet land streefden de Duitsers nazificatie na van de bevolking: heel het culturele en maatschappelijke leven werd op nationaal-socialistische leest geschoeid. Tegelijk probeerden zij de bezette gebieden economisch te vervlechten met het Derde Rijk, door alle benodigde grondstoffen en industriegoederen naar Duitsland te halen en mensen te dwingen in Duitsland te gaan werken. Er waren genoeg mensen bereid de bezetter een handje te helpen. Deze collaborateurs handelden soms uit overtuiging, soms uit eigenbelang. Ambtenaren, burgemeesters en politiechefs moesten ervaren hoe smal de ruimte was tussen verantwoordelijkheid voor het draaiende houden van de maatschappij en collaboratie.

Overal ontstonden verzetsbewegingen. Soms waren die gewapend, zoals de partizanen in Frankrijk en Joegoslavië die moeilijk begaanbare gebieden beheersten en aanslagen pleegden. Soms brachten ze illegale bladen uit en hielpen ze mensen die werden gezocht, onder te duiken. Door sabotage te plegen en militaire gegevens naar de Geallieerden door te seinen, berokkenden ze de bezetter nogal wat schade. In elk land werd het eigen nationaal gevoel versterkt, en werkten mensen uit verschillende sociale lagen en levensovertuigingen met elkaar samen, al bleef vaak het oude partijpolitieke patroon herkenbaar.

In Afrika had Groot-Brittannië al vrij spoedig Italië uit zijn diverse bezittingen, o.a. Ethiopië, verdreven. In Libië grepen de Duitsers nu in en een voorjaar 1941 gezonden expeditieleger onder Rommel wist na heen en weer golvende strijd in juli 1942 tot vlak voor Alexandrië op te rukken. In november 1942 versloeg Montgomery bij El Alamein de Duits-Italiaanse troepen op beslissende wijze; tot voorbij Tripoli werden de legers van de ‘as’ teruggedreven. Op dat moment landden de Amerikanen, die intussen in de oorlog waren geraakt, onder Eisenhower in Frans-Noord-Afrika (8 november 1942) en na hevige gevechten in Tunesië werden de Duitsers en Italianen uit Afrika verdreven (13 mei 1943). Een invasie in Zuid-Europa kon daarna niet lang uitblijven.

Hoewel nu aan alle fronten het initiatief bij de Geallieerden berustte, begreep de leiding dat hiermee de vijand nog niet verslagen was. Het oorlogspotentieel van de westerse machten en van de Sovjet-Unie werd voortdurend opgevoerd. Via Perzië en Moermansk betrok de Sovjet-Unie haar materieel van de Geallieerden. De Amerikaanse oorlogsindustrie kwam onder leiding van Roosevelt tot maximale prestaties; Groot-Brittannië, dat financieel geheel uitgeput raakte, kreeg krachtens de Lend Lease Act (11 maart 1941) al wat het nodig had. Het eerste doel van de Geallieerden was het luchtruim boven Europa te beheersen, wat hun gelukte. De ‘Battle of the Atlantic’, de strijd om de beheersing van de zeewegen, m.n. tegen het duikbootgevaar, verliep sedert mei 1943 steeds meer in hun voordeel, ondanks kolossale verliezen aan koopvaarders.

Op 10 juli 1943 had de landing van de Geallieerden op Sicilië plaats. De verdediging werd weldra door de Duitsers overgenomen; zij ontruimden het eiland, waarna begin september geallieerde landingen, eerst op het zuidelijke vasteland, daarna bij Salerno volgden. Inmiddels was Mussolini ten val gebracht en gearresteerd (25/26 juli) en de nieuwe Italiaanse regering capituleerde op 8 september Duitse troepen overrompelden echter het schiereiland en organiseerden ten noorden van Napels een verdedigingslinie. In januari 1944 volgden landingen ten zuiden van Rome, maar het duurde geruime tijd voordat Rome door de Geallieerden bereikt was (4 juni 1944). Zeer hevig waren de gevechten bij Monte Cassino. Mussolini werd bevrijd door Duitse parachutisten (13 september 1943) en organiseerde in het noorden een fascistische republiek. Toen ook hier de tegenstand ineenstortte, werd hij vermoord (april 1945).

Na de Duitse debacle bij Stalingrad zwermden de Sovjet-Russen met groot elan onder Zjoekovs leiding uit over het Donbekken; Charkov werd bevrijd, maar ging weer verloren. In juli 1943 werd een Duits zomeroffensief bij Koersk beantwoord door een grootscheepse tegenactie, die het Rode Leger binnen vier maanden tot diep in Wit-Rusland en de Oekraïne bracht. Voorjaar 1944 werd Leningrad na jarenlang beleg definitief ontzet, werd de Krim heroverd en de Roemeense grens bereikt, aan de Baltische kust Estland. In de zomer van 1944 overschreden de Sovjetrussen de grenzen van Oost-Pruisen. Zij bereikten in Polen de Weichsel, maar boden de opstandelingen in de hoofdstad onder generaal Bor geen hulp. Zij dwongen de Finnen, Roemenen en Bulgaren tot capitulatie en rukten Tsjechoslowakije, Hongarije en Joegoslavië binnen. Dit laatste land was echter reeds grotendeels van de bezetter bevrijd door de partizanen onder leiding van Tito, wat van invloed zou blijken bij de latere verhouding tot de Sovjet-Unie.

Op 6 juni ( ‘D-day’) 1944 landden de Geallieerden onder leiding van Eisenhower in Normandië, met een overmacht aan schepen, vliegtuigen en manschappen. De Atlantikwall werd geforceerd. Montgomery bond bij Caen de Duitse hoofdmacht en pantserreserve, zodat de Amerikanen eind juli bij Avranches een doorbraak konden forceren. Terwijl de rond Falaise omsingelde Duitse troepen onschadelijk werden gemaakt, werd de opmars naar Parijs ingezet, waar De Gaulle op 24 augustus 1944 zijn intocht kon houden. Britten en Canadezen, door Polen bijgestaan, trokken op langs de Kanaalkust en bevrijdden België (Brussel 3 september, Antwerpen 4 september). Amerikanen trokken op 12 september bij Eijsden Nederland binnen. Een tweede, minder spectaculaire invasie had plaats aan de Riviera (15 augustus) en Zuid- en Oost-Frankrijk raakten – zonder veel moeite – in geallieerde handen.

Door de mislukte luchtlandingen bij Arnhem (17–26 september 1944) konden de Geallieerden hun plan door één grote slag over de grote rivieren te komen, niet realiseren. Wel werden hierbij de zuidelijke provincies van Nederland bevrijd – veelal, zoals in Zeeland en in Noord-Limburg, pas na bloedige strijd en verwoesting. De Duitsers streden ook aan hun eigen grenzen met groot fanatisme door. Op 16 december 1944 lanceerden zij zelfs in de Ardennen nog een tegenoffensief. In februari 1945 werd echter het Rijnland veroverd, in maart trokken de Amerikanen bij Remagen, de Engelsen bij Wesel de Rijn over. Amerikanen en Sovjet-Russen ontmoetten elkaar reeds eind april bij Torgau aan de Elbe.

Begin mei 1945 viel Berlijn in Sovjet-Russische handen. Hitler pleegde zelfmoord (30 april) en op 4 mei capituleerden de Duitsers in Noordwest-Duitsland, Nederland, Denemarken en Sleeswijk-Holstein; op 7 mei werd de onvoorwaardelijke capitulatie van alle Duitse troepen ondertekend in Eisenhowers hoofdkwartier te Reims. De voorwaarden werden effectief op 9 mei 1945.

Japan was sedert juli 1937 in een informele oorlog met China verwikkeld en in het bezit van de Chinese kuststrook. Op 27 september 1940 sloot Japan met Duitsland en Italië het Driemogendhedenpact. Japan profiteerde van de machteloosheid van de Vichy-regering en bezette in 1941 het Franse Indo-China. Tegelijkertijd werden in Washington en in Batavia onderhandelingen gevoerd, als een soort rookgordijn. Tot op dat moment waren de Verenigde Staten officieel neutraal. Dat veranderde, toen Japan op 7 december 1941 vanaf vliegdekschepen een verrassingsaanval uitvoerde op Pearl Harbor, Amerika's marinebasis in Hawaii. Japan wilde zich - gedreven door economische nood en door denkbeelden over het Japanse leiderschap in een 'Groot-Aziatische welvaartssfeer' - meester maken van de rijke olie- en rijstgebieden in Zuid-Oost-Azië, met name in Nederlands Oost-Indië. Daartoe wilde het eerst de Verenigde Staten uitschakelen, de enige macht met een militair apparaat dat het Japanse opdringen nog zou kunnen stuiten. Meteen na de aanval op Pearl Harbor verklaarden de Verenigde Staten de oorlog aan Japan. Duitsland en Italië verklaarden de oorlog aan de Verenigde Staten. Hiermee was de oorlog echt een wereldoorlog geworden. Er waren vanaf dat moment twee duidelijke kampen: de Driehoek (Duitsland, Italië en Japan) en de Geallieerden, een monsterverbond van de Sovjet-Unie met de Verenigde Staten, Groot-Brittannië, en bondgenoten. Birma, Malakka met de basis Singapore, de Filippijnen en Nederlands-Indië werden (behalve het tot april/mei 1942 verdedigde Bataan en het eiland Corregidor) zonder moeite door Japan bezet, nadat de Britse vloot bij Malakka was vernietigd. Een geallieerd eskader onder Nederlands bevel werd in de Slag in de Javazee eveneens uitgeschakeld. In heel Zuidoost-Azië (Birma, Thailand, de Filippijnen, Brits Malakka en Nederlands-Indië) plantten de Japanners de vlag met de rijzende zon. Blanken werden geïnterneerd in berucht geworden Jappenkampen (zowel voor krijgsgevangenen als voor burgers), waar velen omkwamen. In zijn propaganda stelde Japan de verovering voor als een bevrijding uit het koloniale juk. In wezen kreeg de bevolking van Zuid-Oost-Azië het zwaarder dan onder het westerse imperialisme. Velen moesten dwangarbeid verrichten. De Japanse bezetting heeft evenwel gediend als de doodgraver van de westerse hegemonie in Azië.

Met bijzondere veerkracht wisten de Amerikanen echter in de Slag in de Koraalzee (7–8 mei 1942), de Zeeslag bij Midway (3–6 juni 1942) en door de landing op Guadalcanal (zomer 1942) het offensief van Japan te breken. Landingen volgden op Nieuw-Guinea (5 augustus 1942) en New Britain (15 december 1943). De Amerikaanse marine drong steeds dieper door in de linies van de Japanners, die in de grote zeeslagen in de Filippijnse Zee en in de Golf van Leyte (1944) werden overwonnen. Via een reeks amfibische landingen (island hopping) op de Gilbert- en de Marshalleilanden, de Carolinen en de Marianen en ten slotte op de Filippijnen bereikten de Amerikanen Iwo Jima en Okinawa (21 juni 1945). Intussen werd door de vloot en van de veroverde bases een krachtig luchtoffensief tegen Japan gelanceerd. Ook uit Birma werden de Japanners na een wisselende strijd verjaagd. De Birma-weg kwam weer vrij en zo kon ook China (Tjiang K’ai-sjek) zijn verdediging versterken.

De Amerikanen zetten alles op alles om Japan tot capitulatie te dwingen. De verovering van de strategische eilanden Iwo Jima en Okinawa kostte duizenden Amerikaanse soldaten het leven. Zelfs na hevige bombardementen van Tokio en andere steden vochten de Japanners verbeten door. Dat bleek ook uit de kamikaze-acties van zelfmoordpiloten, die zich met vliegtuig en al op Amerikaanse schepen stortten. Ten slotte besloot de nieuwe Amerikaanse president Harry Truman tot de inzet van het zojuist geteste atoomwapen tegen de steden Hiroshima en Nagasaki (6 resp. 9 augustus 1945). Honderdduizenden Japanners kwamen hierbij om. Op 8 augustus 1945 verklaarde de Sovjet-Unie de oorlog aan Japan, en viel Mantsjoerije binnen. De Japanse keizer gaf op 14 augustus eindelijk aan zijn troepen het bevel de wapens neer te leggen. In de Baai van Tokio werd op 2 september 1945 de capitulatie ondertekend aan boord van de Missouri, onder leiding van generaal MacArthur, waarna Japan begon met de ontruiming van alle nog bezette gebieden.