6月13日，德军的第一颗飞弹（V—1）落在了伦敦，但对盟军登陆没造成多大影响。希特勒和隆美尔原来准备在盟军登陆之初将其赶入大海的计划破产了。隆美尔将主要精力投入建立新的防线，把盟军尽可能长时间地封在登陆场内，以免盟军突破防线后向纵深挺进。蒙哥马利也开始扩大他的登陆场，右翼布莱德雷的美第一集团军向圣洛方向推进，左翼的英第二集团军向卡昂进攻。17日，希特勒飞赴西线，命令伦德施泰特和隆美尔从巴约向海岸发起反击，分割盟军部队，并不惜代价守住瑟堡。18日，美登陆部队切断科唐坦半岛。21日，在舰炮火力支援下向瑟堡发起总攻，迫使德国守军于29日投降。但由于在遍布灌木树篱的地形上作战，进展缓慢。英军预定D日夺取卡昂，因遭德军装甲师顽抗，至7月9日才攻克该城奥恩河北岸部分。19日，占领全城，吸引德军大量预备队，有利于卡昂以西地区美军作战。
6月18日，美军攻占了科汤坦半岛中部的巴内维尔。6月19日，美军出色发挥机动性强的优势，掉头直取蒙特堡，将科汤坦半岛拦腰切断。同一天，英吉利海峡风暴突起，风力达8级，浪高1.8米，给盟军带来很大损失。在美军地段的“桑树A”人工港，浮动码头解体，沉箱断裂，十字形钢制件相互碰撞而严重受损。在英军地段的“桑树B”人工港，由于受到海底礁石的保护作用，损失较小，只有4个沉箱被毁。在登陆滩头，盟军共有7艘坦克登陆舰、1艘大型人员登陆舰、1艘油船、3艘驳船、7艘拖网渔船、67艘登陆艇被大风刮沉、1艘巡洋舰和1艘渡船因相互碰撞而损坏，还有一些舰船因汹涌的风浪引爆了德军布设的水压水雷而被炸伤。狂风暴雨还将近800艘舰艇抛上陆地，迫使盟军的卸载中止了整整5天，使2万辆车辆，10万吨物资无法按计划上陆。风暴造成的物质损失大大超过了13天作战中的损失，并迫使盟军的后勤补给出现严重困难。如果德军能抓住这一千载难逢的战机，进行反击，战局极有可能改写。可惜当时德军兵力仅仅能勉强进行防御。德军虽从匈牙利调来刚从前苏联战场撤下来整编的党卫军第九、第十装甲师，该两师由于法国境内的铁路遭到严重破坏，部队集结机动都很困难，无法及时到达，错失了这一绝好时机。
6月20日，美军有3个师推进到距瑟堡仅8公里处。瑟堡位于科汤坦半岛北部，是法国北部最大的港口。德军筑有混凝土野战工事，还利用河流和水渠设置反坦克障碍，在城郊部署有20个设在暗堡里的炮连，其中15个装备口径150毫米重炮，这些火炮既可向海上目标射击，又可控制内陆道路。只是兵力不足，因为前一时期的战斗已消耗了大量有生力量，城防司令施利本将军把勤杂人员编入战斗部队，才勉强凑起4个团的兵力。6月25日，美军攻占港口要塞瑟堡，可是港口已遭到了彻底的破坏。同日，英第二集团军也向卡昂发起了进攻。7月1日，德西线总司令伦德施泰特被希特勒免了职，代替他的是克卢格元帅。德军损兵折将，处境危急。
6月10日，德西线装甲集群司令施韦彭格被盟军空军炸伤；28日，德第七集团军司令多尔曼因心脏病发作猝死前线；7月3日，伦德施泰特被免去西线总司令职务，由克卢格接替；7月17日，隆美尔被英国飞机炸伤，返回德国，其职务由克卢格兼任。
至7月初，美、英、加军已上陆100万人，车辆17万余辆，补给品近60万吨。因登陆场过小，盟军展开了扩大登陆场的作战。7月6日，盟军除了借助登陆艇外还借助“桑葚”人造港、“醋栗”防波堤与“冥王星”海底输油管，将92.9万名官兵、58.6万吨补给物资和17.7万台车辆输送上岸。这与守军的兵力形成2：1和火炮形成3：1的优势。盟军的轰炸使卡昂的街道无法通行，而蒙哥马利也吃尽了老对头隆美尔的苦头，英第二集团军一路进展缓慢。7月17日，隆美尔的汽车遭到盟军飞机的攻击，他多处负伤仍奇迹般地活了下来。7月18日，英军终于攻占了卡昂西城。与此同时，向圣洛方向进攻的美军也占领了圣洛城，从而在西欧大陆上建立起从卡昂延伸到圣洛的稳固战线。至此，诺曼底登陆成功，盟军也因此具备了收复西欧大陆的条件。从6月6日到7月18日的这场诺曼底登陆战斗中，德军伤亡11.6万人，盟军伤亡近12万人。
盟军登陆成功后，决定开始实施更大规模的地面进攻。计划由蒙哥马利从卡昂发起攻势，占领法莱斯，砸开通往巴黎的大门；布莱德雷集中兵力在圣洛西南突破德军防御，直扑布列塔尼半岛根部的阿夫郎什。英、美部队的进攻作战代号分别为“赛马场”行动和“眼镜蛇”行动。7月18日，美军攻占交通枢纽圣洛，分割德军“B”集团军群。美、英、加军抵达卡昂、科蒙、莱赛一线后，形成正面150公里、纵深13—35公里的登陆场。
英军首先发起“赛马场”行动，英第二集团军所属的第2师、警卫装甲师和第七装甲师从卡昂出发，向西南打去。为了支援英军的进攻，盟军出动了4500余架飞机，投弹7000多吨。英军装甲师的坦克集群在钢铁碰撞和炮弹的呼啸声中，冲向法莱斯地域。但是，隆美尔在受伤前在这里已设下了重重陷阱，令英军坦克手胆寒的88毫米高炮群，已部署在各个要点上。在盟军飞机轰炸时，德军把它们隐蔽起来，轰炸一过，又把它们推出，把英军坦克打得纷纷爆裂、起火。至20日下午，英军以损失400多辆坦克的代价，只向前推进了7英里。这时，天又降暴雨，蒙哥马利只得下令暂停进攻。
7月25日，布莱德雷率美第一集团军开始实施因天气不佳而推迟的“眼镜蛇”行动。这天，天气晴朗，上午9时45分，盟军2430架飞机向目标区投下4000吨炸弹和燃烧弹。德军阵地被炸得一塌糊涂，通信线路被炸断，重型装备损失殆尽。李尔装甲教导师实际上已被轰炸机所消灭。轰炸一结束，美第七军军长柯林斯中将挥师向前推进。与此同时，其右翼的第八军和左翼的第十九军也发起攻击。美军的许多坦克装有发光识别板和对空联络电台，一遇地面抵抗就呼唤空军支援，由于地空配合默契，美军前进速度很快。7月27日，美第八军和第七军将德第SS17党卫装甲师包围，德军突围未果，又遭盟军飞机轰炸。7月30日，这个德国装甲师全军覆没。当晚，美第八军占领阿夫郎什，进入布列塔尼半岛，打开了进入法国腹地的缺口。
8月1日，美军组建了第十二集团军群，由布莱德雷升任司令，下辖巴顿的第三集团军（包括第八、第十二、第十五、第二军）和霍奇斯的第一集团军（包括第五、第七和第十九军）。共有5个装甲师、16个步兵师，共约40万人。
第三集团军的4个军在阿夫郎什刚一集结完毕，巴顿立刻命令各军呈扇形展开，第八军向西直扑布列塔尼半岛顶端的布雷斯特，其余各军分别向东推进。仅3天，第十五军向前推进了110公里，占领了通往勒芒的公路。