战争史上最大规模的登陆战发生于1944年6月6日，一支有史以来最大的登陆部队搭乘4200艘登陆舰船，在法国诺曼底海岸登陆。在历时43天作战中，盟军以288万兵力，13700架飞机，9000艘战舰为突击力量，对德军发动规模最大的登陆战，虽然盟军作出了牺牲，但终于突破了德军的“大西洋壁垒”防线，在法国开辟了第二战场。从此，德军陷入两线作战、腹背受敌的困境，最终导致了德国法西斯的灭亡。
1942年底，苏军在斯大林格勒会战中取得了决定性胜利，开始准备反攻，德军隆美尔军团在北非受到严重打击，欧洲战场形势发生了有利于英美盟军的变化。1943年1月，英美初步达成协议，准备在欧洲开辟第二战场。
1943年11月，英、美、苏三国首脑在德黑兰开会，会议决定，三国组成盟军，英、美在德国北部实施大规模登陆作战，开辟第二战场，苏联红军在欧洲东线发动攻势，牵制德军主力兵团。同年12月，美、英首脑再次会晤，一致同意美国陆军上将艾森豪威尔担任登陆作战总指挥，负责登陆作战的组织、指挥。
1944年1月14日，艾森豪威尔走马上任，亲自组织了诺曼底登陆作战司令部。他的副手是英国的泰勒将军，参谋长是史密斯上将。蒙哥马利元帅任英军地面部队司令。艾森豪威尔上任后，立即和参谋人员研究、修订“霸王作战”计划。这是一个为开辟欧洲西线战场的登陆作战计划，其设想是以登陆部队为突击力量，在飞机、火炮、舰艇的支援下，在法国诺曼底登陆，突破德军防御工事，开辟大型登陆场，让增援部队顺利登陆，进行陆上战斗，夺取最后胜利。
按照“霸王作战”计划，投入诺曼底登陆战的盟军总兵力有：36个陆战师，计153万人；空军飞机13700余架，其中轰炸机5800架；海军舰船9000余艘，其中登陆舰船4000余艘；再加上各种战役保障力量，总兵力达到288万人。如此庞大的海陆空部队要在英国本土集结。美国的士兵、武器、装备、物资，从1943年下半年开始就陆续运至英国。当时的英伦三岛成了世界上最大的兵营和弹药库。
对于登陆地点，盟军参谋人员提出许多方案。可供选择的登陆地点有三处：一是科唐坦半岛，那里地形狭窄，不易展开兵力和向纵深发展；二：是加来地区，面对多佛尔海峡，航程短，最窄处只有33千米，有良港，便于上陆，最适合于登陆作战，为此，德军重兵防守；三是诺曼底地区，面对英吉利海峡，地势开阔，可展开兵力，但没有良港，登陆困难，且英吉利海峡风急、浪高、雾多，暗礁林立，但德军防御兵力少。盟军经过反复推敲、研究，最后选定诺曼底海岸为登陆地点。为确保登陆战顺利前行，登陆正面从原定40千米，扩大至80千米。
对于登陆战发起时间选择，要满足两个条件：一是要趁潮水上涨时靠岸；二是要有月光，便于辨认目标。
为此，暂定6月5日凌晨实施攻击。
盟军要在西欧登陆，德国早有预见。为对付盟军在西欧的登陆，德军从1941年12月开始，从挪威到西班牙沿岸，筑起一条“大西洋壁垒”防线。这是一道由坚固支撑点和野战工事构筑而成，并布设有地雷和水中障碍物的永久性抗登陆防线。
按照德军统帅部的部署，“大西洋壁垒”防线的重点防御地区是加来地区，在那里部署58个师，其中有海防师33个、攻击步兵师13个、装甲步兵师一个、装甲师九个、伞兵师两个，还在周围海域部署大批舰船、飞机。在诺曼底只部署六个师。
为防备盟军在西欧登陆，加强西线战场，希特勒还把外号为“沙漠之狐”的隆美尔元帅从非洲战场调往西线战场，担任前线指挥官。隆美尔上任后，指挥一支数万人的劳工队伍，在盟军可能登陆的海岸线处，设障碍，拉铁丝网，筑碉堡，造炮台，布设雷阵。
盟军到底在何处登陆呢？德军西线战场总司令伦斯德元帅认定是在加来地区，在那里布置大量步兵师、坦克、重炮，重兵防守。隆美尔对盟军登陆地点曾产生过怀疑。但是，德军情报部门传来的情报表明，盟军登陆地点在加来。
登陆战是海军舰艇部队协同陆军部队在空军支援下，进攻敌人沿海地区的进攻战役，把登陆部队送上敌方海岸。登陆战役是海军战役中较复杂的一种。进行登陆战役的目的是为了夺取登陆场，夺取岛屿和海峡区域。
登陆战役分为五个阶段进行：制订计划、部队上船、航渡、登陆上岸及岸上固守。参加登陆作战的部队有登陆部队、登陆舰船、航空兵及海军战斗舰艇。登陆舰船种类很多，有步兵登陆舰、坦克登陆舰、船坞登陆舰、两栖攻击舰、运输货船及其他登陆运输工具。
为什么德军情报部门会作出如此判断呢？
原来，盟军为确保“霸王”作战计划的实施，对德军进行情报战与反情报战。盟军故意在英格兰东部虚设了“美第一集团军群”司令部，发送大量假情报；并在多佛尔海岸附近设立假指挥所，建造假军营、假仓库、假坦克；使用电子器材模拟海上编队和机群活动。为制造要在加来地区登陆的假象，盟军出动航空兵对加来地区德军防御阵地进行轰炸，还让英国蒙哥马利元帅的替身到国外出访，与直布罗陀总督讨论作战计划，故意让德国谍报人员探听到盟军要在加来登陆。
德国情报部门对从各方面汇集到的情报进行汇总与分析，得出这样的结论：盟军登陆地点在法国南部加来地区，登陆时间在六月上旬以后。隆美尔元帅最后也相信了这一结论，德军统帅部直至希特勒对德军情报部门的结论深信不疑。这样，法国加来地区成了德军重点防守地区，而法国诺曼底海岸成了德军防守薄弱地区。
6月5日深夜，在盟军登陆作战指挥部，艾森豪威尔将军焦虑地看着作战地图。原定6月5日凌晨开始登陆作战，由于天气变坏，推迟到6月6日凌晨，据气象专家报告，未来24小时为五级西北风，阴天。但是，此刻英吉利海峡风还在怒吼。艾森豪威尔当机立断，下令开始登陆作战。
英国空军战机首先出动，1136架轰炸机飞过英吉利海峡，在法国诺曼底海岸上空扔下三万余吨炸弹。紧接着，美国第八航空队出动1000多架轰炸机对德军防御阵地进行了轰炸。几小时内，法国诺曼底海岸的德军防御阵地上，每千米正面上承受100余吨炸弹轰击。盟军轰炸机对德军预定目标进行猛烈轰击，压制德军炮火，摧毁沿岸防御工事，消灭了德军沿岸地雷阵，德军损失惨重。
在盟军飞机出动的同时，盟军登陆舰队也出发了。扫雷舰艇打先锋，从德军布设的水雷中打开十多条航道。登陆舰船绕过暗礁，闯过险滩，横渡英吉利海峡。为躲过德军雷达的探测，盟军舰船实施电子战，在空中散布锡箔条干扰物，使德军雷达失去效用。
当盟军的战机完成了对德军防御阵地的空中打击后，登陆舰队的舰船1驶近了诺曼底海岸。为登陆舰队护航的盟军战斗舰艇，用舰炮对岸上德军防御阵地进行猛烈轰击，为登陆上岸扫清障碍。6时30分，基准登陆时间一到，英军第一批登陆兵跳出登陆舰的首门，登上诺曼底海岸。坦克登陆舰的大门打开了，一辆辆坦克登上了滩头。由于德军防御阵地已被摧毁，英军登陆部队几乎没有遇到什么抵抗就占领了滩头阵地。一小时后，美军第一批登陆部队登上岸滩，占领滩头阵地。海上登陆的盟军第一梯队五个师在五个登陆场登陆，部分登陆部队遭到德军的顽强抵抗，伤亡较重。直至夜晚，各登陆部队基本上夺取并巩固了独立的登陆场。
在登陆舰艇登陆上岸的同时，盟军三个空降师：美军第八十二、第一空降师和英军第六空降师，共1．7万人，分乘1200多架运输机和近千架滑翔机，空降在德军后方利唐坦半岛和卡昂东侧地区，占领了盟军登陆地带的翼侧，阻止德军的增援，保障盟军登陆部队上岸。
6月6日当天，盟军首批登陆部队分别从五个登陆场登上诺曼底海岸，并迅速地在登陆滩头建立登陆场，让后续部队及武器装备、军用物资源源不断地登上岸滩。已登上岸滩的登陆部队则迅速向两翼及纵深方向发展。
到6月6日晚上，盟军已有五个师、13万人，搭乘4000多艘登陆舰船成功地登陆，并与空降部队会合，突破德军的“大西洋壁垒”防线，登陆部队迅速地向两翼和纵深方向发展，数以百万计的盟军以排山倒海之势向前挺进。
步兵登陆舰艇是用来运送陆军部队和技术兵器上陆的一种船舶。步兵登陆舰艇排水量大小不等，大的几百吨至上千吨的，称做登陆舰；小的几十吨，称做步兵登陆艇。步兵登陆舰排水量200吨～800吨，也有近千吨，舰速12～14节，可装载一个步兵连，多至一个步兵营。舰上装备有高射炮、大口径机关枪，为便于登陆兵迅速上陆，它的首部开有大门，人员、物资通过首部跳板上岸。一些步兵登陆舰上可停放少量坦克。步兵登陆艇排水量较小，只有100吨～200吨，少的几十吨。它只能在短距离上运送登陆部队和登陆器材上陆。
当盟军登陆部队源源不断地登上诺曼底海岸，德军才恍然大悟，盟军登陆地点不是加来，而是诺曼底。正在老家休假的前线司令官隆美尔匆匆返回前线司令部，希特勒从加来地区调派四个装甲师向诺曼底靠拢，围歼登陆的盟军。
德国空军从本土和意大利调集1000多架战机，从6月7日起，对盟军的舰船和登陆部队进行轰炸、扫射。
德军的空中反扑使盟军遭受损失。两艘驱逐舰被炸沉，另有两艘驱逐舰和两艘扫雷舰触上水雷而失去战斗力，几十架轰炸机被击毁。
德国海军也组织了有力的反扑，从德海军基地派出的鱼雷艇，对盟军舰船进行了鱼雷攻击。结果，两艘英国运输船被鱼雷击沉，一艘英国驱逐舰也被鱼雷炸伤，失去战斗力。德国潜艇利用九枚人操鱼雷击沉两艘英国扫雷舰，击伤一艘英国巡洋舰。德国海军航空兵飞机用鱼雷击伤盟军的一艘巡洋舰和两艘驱逐舰。
德国陆军迅速调集部队向诺曼底靠拢，组织地面反击。在诺曼底西部的瑟堡地区，德军配备大量坦克、火炮，阻挡盟军进攻。
从6月7日至12日，经过六天激战，盟军在几十千米的正面上建立起了集团军规模的统一的登陆场。6月18日，美军登陆部队拦腰切断科唐坦半岛，阻止德军向瑟堡增援。6月22日，盟军登陆部队向瑟堡发起总攻。
盟军西部舰队在空军掩护下，向瑟堡驶去。德军用瑟堡炮台重炮对盟军舰船轰击。盟军的巡洋舰用舰炮将瑟堡炮台打哑。
瑟堡地区还有一个“汉堡”炮台，盟军用重巡洋舰上的主炮，将“汉堡”炮台摧毁。摧毁瑟堡地区的岸上炮台，使盟军登陆部队顺利登陆。登陆部队占领了德军炮兵阵地，瑟堡的德军守备部队溃退了。6月26日，德国瑟堡守军投降。7月1日，整个科唐坦半岛被盟军所占领。
盟军在向诺曼底纵深地区进攻过程中，遇到德军顽强的抵抗，推进速度缓慢。艾森豪威尔启用了美军将领巴顿将军。七月初，巴顿将军率领一支装备精良的盟军装甲部队，像“一群猛狮”，猛打猛冲，层层推进，终于打破了僵局。巴顿的装甲部队在诺曼底纵深地区横冲直撞，德军的防线被冲垮了。
从7月13日起，盟军利用已占领的登陆场源源不断地输送增援部队，以扩大战果。德军虽顽强抵抗、疯狂反扑，但因兵力不足，无回天之力。
7月18日，美军攻陷了德军的交通枢纽圣洛，从而将诺曼底地区的德国守军一分为二。盟军已夺取了一个正面宽150千米，纵深13～15千米的集团军群登陆场，在诺曼底地区扎下了根。至此，诺曼底战役宣告结束。
在历时43天的诺曼底登陆作战中，盟军伤亡达21万人，德军损失40万人，其中一半被俘。盟军付出了沉重代价，成功地在欧洲开辟了第二战场，为第二次世界大战最后胜利作出了贡献。