Ugyanezen a napon a németek megindították támadásukat a nyugati fronton. von Brauchitsch tábornok parancsnoksága alatt 110 hadosztály állt: von Bock tábornok a belga és a holland határ mentén, a középső szakaszon (Meuse) von Rundstedt, délen von Leeb csoportja. A német támadás ereje és gyorsasága meglepte a szövetségeseket. További meglepetést jelentett, hogy nagy tömegben összpontosítva használták fel a gépesített és páncélos erőiket, amelyeket a Luftwaffe hatékonyan támogatott, a levegőből zúzva szét minden ellenállást. (Kesselring repülői Rotterdamot szinte folyamatosan bombázták). Öt nap alatt – nem zavartatva attól, hogy a hollandok nagy területeket árasztottak el, hogy lassítsák a német előrenyomulást – elfoglalták egész Hollandiát. A védelem kulcspontjait ott is és Belgiumban is ejtőernyősök foglalták el.

A szövetségesek Gamelin tábornok főparancsnokság alatt 110 hadosztállyal rendelkeztek. Mind tüzérség, mind légierő, mind páncélosok tekintetében szám szerinti fölényben voltak, azonban erejüket nem voltak képesek összpontosítva bevetni. Különös hátrányt jelentett, hogy páncélosaikat csak a gyalogság támogatására használták. Giraud tábornok 7. hadserege a tengerparton észak felé indult, hogy a védekező belga haderőhöz fölzárkózzon - hasonlóan ahhoz, ahogy az az I. világháborúban történt. Ezzel azonban szinte besétált a németek által állított csapdába. Rundstedt páncélosai (hét páncéloshadosztály) ugyanis villámgyorsan átkeltek az Ardenneken (a szövetségesek úgy vélték, hogy tankokkal képtelenség áthatolni az erdős hegyes terepen), 15-ére áttörték a frontot, majd a szövetségesek hátában a tenger felé nyomultak előre. Sorra elfoglalták a kikötőket, elvágták a Belgiumban harcoló - főleg brit - csapatokat. Majd - Hitler parancsára - az utolsó még szabad kikötő, Dunkerque ellen átmenetileg, egy napig leállították a támadást; ennek köszönhetően tudtak a szövetségesek mintegy 330 000 embert kimenteni Angliába.

Június 5-én a németek a Somme vonalán indították meg új támadásukat, és 14-én bevonultak Párizsba.

Június 10-én, hogy ki ne maradjon a sikerből Olaszország is hadat üzent Franciaországnak és Angliának. Az olasz csapatok meginduló támadása azonban nem tudta áttörni az Alpok és a Földközi-tenger közötti sávon kiépített francia védelmi vonalat.

Paul Reynaud kormánya a németek elől Bordeaux-ba menekült, majd lemondott, és az első világháború hőse, a 84 éves Pétain marsall alakított új kormányt, amely fegyverszünetet kért a németektől. Hogy a franciákon elégtételt vegyen, a fegyverletételről szóló egyezményt Hitler ugyanabban a francia nemzeti ereklyének tekintett vasúti kocsiban (Compiègne-i vagon) íratta alá a francia küldöttséggel, amelyben a német kapituláció történt 1918-ban. Ezek után Franciaország északi része – benne Párizs és az Atlanti-partvidék, Franciaország területének mintegy háromötöde – a német csapatok megszállása alá került, míg az ország déli része Vichy központtal névleg önálló maradt.

A kapitulációt közvetlenül megelőzően Charles de Gaulle tábornok Angliába menekült, ahol meghirdette a németellenes harc további folytatását, és megalakította a Szabad Franciaország mozgalmat. A tengerentúli francia gyarmatokon – elsősorban az Észak-Afrikában, amelynek Darlan tengernagy volt a kormányzója – állomásozó katonai erőket felszólította a hozzá való csatlakozásra, azok azonban ingadozva ugyan, de elismerték a Vichy kormányt.

1940. július 3-án az angolok - noha Pétain ígéretet tett, hogy nem engedi meg, hogy a francia hajók német kézre kerüljenek és Anglia ellen használják fel őket - felszólították az Oranban és Mers el Kebírben állomásozó francia flottaegységeket, hogy csatlakozzanak hozzájuk, vagy fussanak be semleges kikötőbe. Miután a franciák elutasították az ultimátumot, a britek tüzet nyitottak a francia hajókra, többet elsüllyesztettek, megrongáltak, köztük a francia flotta legkorszerűbb egységét a Richelieu csatahajót.

1942. november 13-án, miután amerikai csapatok szálltak partra Észak-Afrikában, a németek megszállták Franciaországnak a Vichy kormányzat irányítása alatt maradt részét is. A flotta Toulonban állomásozó hajóit a francia tengerészek a fenékszelepek megnyitásával elsüllyesztették, hogy ne kerüljenek német kézre.