巨头会首
到了1943年下半年，战略主动权转到了同盟国手中，德、日法西斯已处于退却、挨打的被动境地。如何利用战局的胜利转折，进一步加强反法西斯同盟国之间的合作和协同作战，以便尽快打败法西斯侵略者，并为战后的和平和安全做出安排，便成了同盟国的主要任务，为此，同盟国首脑必须进行会商。
1943年8月19日，正在魁北克开会的美国总统罗斯福和英国首相丘吉尔联合致函苏联政府首脑斯大林。信中说：“我们现在正处于战争的决定性关头，现在正是进行会晤的最适当良机。我们热切地希望你再考虑一下这个问题。”斯大林也希望与罗斯福和丘吉尔会晤。但由于苏德战争仍在继续，掌握战事指挥权的斯大林不能离开莫斯科太远。于是，斯大林建议，会议地点最远不能超过伊朗首都德黑兰。经过反复协商，三巨头的正式会议定于11月底在德黑兰举行。同时，苏联政府建议，事先应确定需要讨论问题的范围，并商定必须通过的各项议题的草案。就这样为了加强主要同盟国之间的了解和联系，解决一些实际问题，并为召开首脑会议事先做好安排，美英苏三国政府商定先在莫斯科举行外长会议。美国国务卿赫尔代表美国出席外长会议。
外长会议中，争论的焦点是中国问题。美国政府认为中国已经在世界范围内作为四大国之一对日本进行了6年战争。对中国来说，现在如果俄国、英国和美国在宣言中把它抛到一边，那在太平洋地区很可能要造成可怕的政治和军事反响。而英国对此并不热心，苏联则持反对意见。但由于赫尔和罗斯福决心维护“四大国概念”，苏联作了让步，同意让中国参加《关于普遍安全的宣言》签字。美国立即同中国联系，中国政府立即授权驻苏联大使傅秉常与美苏英三国外长一起签署了《中苏美英四国关于普遍安全的宣言》。宣言规定，四国将联合行动，把战争进行到底，并将在战后为缔造和维护国际和平与安全继续合作，尽快建立一个普遍性的国际组织。在中国问题上，罗斯福比丘吉尔和斯大林对中国似乎更友好一些。不过，罗斯福“为中国所做的和正做的一切”，都是为了美国利益考虑的。在战争结束后，一个亲美的中国在亚洲可以监督日本，在北方可以抗衡苏联，在国际安全组织中也可以制约英国，这样对美国更有利。
11月22日至26日，罗斯福、丘吉尔和蒋介石在开罗举行三国首脑会议。美英想把这次会议开成德黑兰会议的预备会议。但是开罗会议上矛盾重重：丘吉尔要美国实行开辟第二战场的“霸王”计划之前，在地中海地区承担更多的责任，罗斯福不同意；罗斯福提议任命一个美国人担任最高司令，统率“从地中海到大西洋”的对德战争，丘吉尔也不同意。结果会议对中国问题倒是达成了一致看法。开罗宣言明确规定，日本所窃取的中国领土应归还中国。
11月27日，斯大林飞抵伊朗首都德黑兰，并住进了苏联驻伊朗大使馆。11月28日，罗斯福和丘吉尔也飞抵德黑兰。这是第一次三巨头会议，主要是讨论和决定未来的行动计划。英国公使馆就在苏联大使馆隔壁，来往很方便，而美国公使馆离英、苏使馆有一英里多远，后来罗斯福拒绝了丘吉尔的邀请，却接受了斯大林的邀请，住进了苏联大使馆。
11月28日下午4时，英美苏三国正式举行了第一次全体会议，罗斯福担任主持人。他说，在三位首脑之中他最年轻，他欢迎比他年长的斯大林和丘吉尔来加入“这个家庭的小圈子”，他们的唯一目标就是赢得战争。会议的气氛最初很轻松，可是谈到具体问题时立刻沉重了起来。
开辟欧洲第二战场的问题是这次会议的突出议题。虽然英美已经表示将在1944年开辟第二战场，但丘吉尔提出了很多保留条件，会后态度仍然很消极。斯大林希望在德黑兰会议上能把这个问题敲定。他要求尽早实施“霸王”行动计划，合作攻打法国南部。斯大林说苏联将负责在国境内发动攻势，阻止德军从东线调到西线。罗斯福表示横渡英吉利海峡作战的“霸王”行动在1944年5月1日进行，但还有一些具体问题需要考虑，其中比较突出的是怎样使用地中海的盟军。未来盟军在地中海的作战行动，也可能使“霸王”行动推迟1～3个月。而丘吉尔的态度则让人有点担心，他说英美很早就认识到了横渡英吉利海峡战役的必要性，不过，现在离1944年夏季还远得很，应该很好地利用地中海的盟军，他希望首先攻占意大利首都罗马，此后还应让盟军进入巴尔干作战，为此，可能会使“霸王”行动推迟两三个月，不过在不了解苏联对这方面的看法之前，无法作出任何决定。实际上，丘吉尔非常希望让英美盟军进入巴尔干作战，以便抵消苏联势力向巴尔干的渗透。丘吉尔对开辟欧洲第二战场不热心没什么奇怪的，他曾经不止一次说过：“我们必须慎重，不要让美英两国青年的鲜血染红海水，或者让他们的尸体阻塞海摊！”
斯大林对丘吉尔的冷淡态度感到愤怒，他陡然离座站起，对身边莫洛托夫说：“我们走吧，我们在这里没有什么事好干，我们前线还有许多事要做呢……”另一边的丘吉尔也面红耳赤，罗斯福只好打圆场。最后，在美苏双方的压力下，丘吉尔只得明确“霸王”战役的日期。即“霸王”战役将于1944年5月发动。而罗斯福表示，在三四天内或在返回开罗后，马上任命“霸王”战役的总司令。事后罗斯福的军事顾问们长松口气说：“我们总算是没有被丘吉尔拉到巴尔干半岛去。”
会议还讨论了战后波兰疆界，三国首脑一致同意东、西边界都向西移。谈到德国未来时，丘吉尔主张把德国南部同普鲁士分开，他认为“罪恶的根源在普鲁士，在普鲁士军队和总参谋部之中。”南部和其他有关国家成立“多瑙河联盟”，斯大林表示异议，会议对此未作结论。在讨论处置战后德国的问题时，还有一个小插曲：斯大林开玩笑说，为了防止德国在15或20年内再次发动世界大战，必须处决5万名德国军官。信以为真的丘吉尔表示强烈反对。罗斯福也笑着说，如果5万人太多，49000人怎么样？脾气急躁的丘吉尔一气之下离开了餐厅。斯大林只好追出去向他保证，他刚才说的话只是开开玩笑。
从打败轴心国家角度出发，丘吉尔希望美苏英三国密切合作。但从三国各自利益考虑，他又希望英美团结一致对付苏联。然而，自斯大林格勒保卫战之后，苏联的地位越来越重要，罗斯福很清楚，没有苏联的合作，美国关于战后世界的一些设想就不能变成现实。在这次会议上，罗斯福更注意接近、讨好斯大林。因此丘吉尔在德黑兰会议期间一再说，他那时才第一次意识到“英国是一个多么小的国家”，“我的一边坐着把一条腿搭在另一条腿上的巨大的俄国熊，另一边是巨大的北美野牛。中间坐着的是一头可怜的英国小毛驴……然而，在这三者当中唯有小毛驴能够认准归途。”
德黑兰会议于12月1日结束。当天晚上，斯大林做东道主，主持了最后一次晚宴。宴会之后，三巨头握手告别。德黑兰会议使美、苏、英三大盟国之间加强了团结，反法西斯联盟得到了巩固。
“霸王”战役
德黑兰会议之后，英美两国就开始为即将到来的“霸王”战役做准备。1944年上半年，法国有近50万人投入反对法西斯占领军的战斗，有的城市正在酝酿起义。在地中海和大西洋，盟军已控制了那里的海上通道。这对盟军的登陆行动十分有利。
刚刚结束德黑兰会议，12月12日，患有轻微感冒的丘吉尔又应艾森豪威尔的邀请，飞到突尼斯休息一天，但是飞抵突尼斯时病情突然转重，经诊断为肺炎，还患有心房纤维性颤动，医生对丘吉尔的健康状况极为担心，建议他卧床休息。但丘吉尔却不愿把全部工作撂下，他在病中还给罗斯福发去一份电报，告诉美国总统他所选择的英国新司令官不仅有梅特兰·威尔逊，还有蒙哥马利。后者将在“霸王”行动计划的初期统率全部军队。而此时罗斯福也敲定了指挥“霸王”战役的西北欧盟军远征军总司令人选——一在北非崭露头角的艾森豪威尔将军。
英美两国开始为“霸王”行动进行各项准备工作。身体渐渐康复后，丘吉尔每周主持一次会议，研讨“霸王”行动计划的实施。登陆的地点选在诺曼底，这里地势开阔，可同时摆开二三十个师，距英国西南海岸各主要港口又较近，便于输送部队运送物资，德军在这里的兵力也较薄弱。而诺曼底的缺点是没有良港，极富创新精神的丘吉尔于是提出了建造人造港的想法，召集工程技术人员进行设计。人造港是用100多万吨钢筋水泥来建造一批巨大的码头，将它们安放在海滩上，向海的一端浮在海面。再用沉入水中的混凝土结构和沉船在外围筑成巨大弧形的防波堤加以掩蔽。这样，尽管浪高流急，吃水深的舰船也能够停泊和卸载，登陆艇能够自由来往于海滩。
英国又对德国进行大规模空袭，美国空军集中消灭德国战斗机。两国轰炸机还空袭德国的运输网，包括铁路、公路和机场，以阻止“霸王”行动开始后德军增援部队的迅速调动。在军需部议会协调大臣、丘吉尔大女婿邓肯·桑兹提议下，空军对德国秘密武器的几处试验基地进行了猛烈的轰炸。通过这些战略轰炸，“摧毁和打乱德国军事、工业和经济体系，瓦解德国军民的士气和斗志”。
另外，为了使敌人摸不准登陆方向，在“霸王”行动开始之前，盟国方面煞费苦心地利用各种手段迷惑敌人。盟军成功运用了双重特工、电子干扰，以及在英国东南部地区伪装部队及船只的集结等一系列措施，再加上严格的保密措施，使德军统帅部在很长时间里对盟军登陆地点、时间都作出了错误判断。这些因丘吉尔所说“真相经常应由虚假相伴来做保镖”的话而得名的“保镖”计划大获成功。德国人真的以为登陆地点不是在诺曼底而是在加来，因而将他们的主要防卫力量，包括大批摩托化部队都集结于加来周围地区，从而使诺曼底的德军防卫力量相对变弱了。
战斗精神与冒险精神在已年近七十的丘吉尔身上仍未消退，登陆行动前夕，丘吉尔走访盟军总司令艾森豪威尔，要求随英舰参战，艾森豪威尔不答应，而丘吉尔决心已定。无奈之下艾森豪威尔只好求助于英王。乔治六世说：“温斯顿的问题由我来处理。”他召见丘吉尔说：“如果您决心参加战斗，我也有义务与您一同参战。”丘吉尔只得罢休，望海兴叹。
1944年6月6日，“霸王”战役正式开始了。盟军的海军战舰开始猛轰沿海敌军阵地；从20个英国机场起飞的3000多架运输机和滑翔机，向诺曼底海岸后的纵深重要地区空投了3个伞兵师；共6000多艘大小各类战舰、运输船和登陆艇，源源不断地将部队和装备运往登陆地点。到了6日夜晚，将近10个师部队连同坦克、大炮和各种武器已经上岸，后续部队还在不断涌来。
丘吉尔的“保镖”计划实在是太成功了，在“霸王”战役发动前夕直至战、斗打响之后，德军方面都仍蒙在鼓里。6月5日，诺曼底驻军司令隆美尔报告说西线不会有敌军进犯，然后就乘汽车回赫林根为妻子过生日去了；6月6日，第七军团司令杜尔曼将军竟下令暂时解除经常戒备状态。召集高级将领到125英里外的勒恩进行“图上作业”；盟军空降伞兵被认为是声东击西的手法；西线海军向总司令报告说：“荧光屏上有大量黑点。”而西线总司令的参谋长却说：“也许是一群海鸥吧！”
等德国人真正清醒过来后，盟军已经迅速巩固、不断扩大滩头阵地，到6月12日丘吉尔亲临视察时，几个滩头阵地已连成一线。在战役最初的6天中，有326547人，54186辆军车和104428吨物资运上法国海岸。
值得一提的是，盟军空降兵在登陆作战中也起到了重要作用。英军第6空降师第5旅奉命夺取奥恩河大桥，并开辟机降场，保障师的后续梯队第6机降旅的机降。由于战前反复演练，加上精心挑选出的滑翔机驾驶员技术高超，载着突击队的滑翔机在仅距大桥数十米处着陆，突击队从下飞机到发起攻击仅用三十秒，德军措手不及，突击队以亡2人，伤14人的轻微代价夺取了大桥。第7营也在奥恩河以东900米处着陆，立即集合赶到桥边，与突击队会合，一起构筑防御工事，守住了大桥。但美军第82和第101空降师就没那么幸运了。由于没有经验的领航员和地面情况复杂，部队散落在各处。有些伞兵很不幸地降落在了海中或内陆中那些被德军故意淹没的低洼地区，很多人由于装备沉重，而被淹死在仅及膝深的水中。有两个导航员则落在了德军训练场的草坪上。在24小时后，101师只集合起约3000人。很多人在进攻日后的很多天仍在敌后独自战斗。82师在6日早上占领了圣一梅尔一艾格里斯，这个小镇也就成了整个法国第一个被解放的城镇。
尽管如此，盟军的空降仍取得了很大成功。空降兵在登陆的最初时间里夺取了至关重要的交通枢纽、桥梁、海滩通路，摧毁了德军的炮兵阵地，破坏了德军防御的稳定性，牵制了德军的预备队，使德军处于被动局面，为登陆的胜利创造了条件。
在盟军的猛烈攻势下，德军尚未完全建成的从挪威到西班牙沿海的“大西洋壁垒”很快被突破。仅在6日这一整天，盟军就出动1．46万架次飞机、17个师团和2万辆军车登上了陆地。到12日，5个占领的滩头连成一片，有近33万人和5万多辆军车、10万多吨物资登上诺曼底，德军死伤16万人。
6月11日深夜，斯大林给丘吉尔和罗斯福分别发出了同样内容的电报表示祝贺，电报说：“显然，原定计划中这次规模庞大的登陆行动，已经全部成功了。我的同事们和我不得不承认：就其规模，就其宏大的布局，以及杰出地执行计划情况来讲，战争史上从来也没有过足以与之类比的事业。众所周知，拿破仑当年打算强渡海峡遭到可耻的失败。歇斯底里的希特勒吹了两年牛皮，说要强渡海峡，也下不了决心。只有我们的盟军才光荣地、胜利地实现了强渡海峡的庞大计划。历史将把这一业绩当做一项最高的成就而记载下来。”
解放巴黎
诺曼底登陆成功后，盟军开始向法国推进，德军在盟军的强大攻势下节节败退，解放巴黎已是指日可待。