德軍在「閃電戰」計劃破產後，被迫縮短戰線，妄圖集中力量，迅速攻佔莫斯科。莫斯科是蘇聯的首都，全國政治、經濟、軍事和文化中心，也是鐵路交通樞紐，具有極其重要的戰略意義。希特勒認為，一旦攻佔莫斯科，就能擊敗蘇軍主力，達到結束對蘇戰爭的目的。
9月30日，德軍對莫斯科發動了代號「颱風」的大規模攻勢，妄圖在十天之內攻佔它。德軍投入的兵力有74個半師，180萬人，1700輛坦克，1390架飛機，1.4萬多門大炮和迫擊炮。德軍集中了最精銳的部隊。蘇軍方面總共有95個師，125萬人，990輛坦克，677架飛機，7600門大炮和迫擊炮。希特勒揚言要在莫斯科紅場上檢閱他的法西斯軍隊。
在首都和全國軍民支援下，前線軍民英勇抗敵，浴血奮戰。到10月底，德軍被阻止在加裡寧—土耳基諾沃—沃洛克拉姆斯克—多羅霍沃—納羅—佛敏斯克—謝爾普霍夫—阿列克辛以西一線。希特勒妄圖在10月佔領莫斯科的計劃破產了。
12月初，莫斯科的氣溫已下降到零下20℃至30℃，德軍沒有棉衣，飛機和坦克的馬達無法發動，坦克上的光學窺鏡失去作用。而蘇軍，他們習慣寒帶生活，而且穿上了棉衣、皮靴和護耳冬帽，僅英、美根據莫斯科議定書就給蘇聯運送了150萬雙軍靴，1.05萬噸制靴皮革，隨後又運去700萬雙軍靴。12月6日，蘇軍從莫斯科南面和北面展開大反攻。1942年初，蘇軍擊潰了進攻莫斯科的德軍，斃傷16.8萬人，把德軍趕離莫斯科100到250公里，取得了莫斯科保衛戰的勝利。在1941年德、蘇戰場的整個冬季戰役中，德軍被擊潰五十個師，陸軍傷亡八十三萬多人。
德軍在莫斯科戰役中的失敗，標誌著希特勒「閃電戰」的徹底破產。這是德軍在第二次世界大戰中的第一次大失敗。蘇軍的勝利，極大地鼓舞了蘇聯人民和全世界人民反法西斯戰爭的勝利信心。
偷襲珍珠港
自從第一次世界大戰後，美、日矛盾就不斷激化。1937年7月7日，日本發動了全面侵華戰爭，嚴重損害了英、美在華的政治、經濟利益。1940年5月，美國總統羅斯福命令結束年度例行演習的太平洋艦隊不返回美國西海岸，而是留駐珍珠港，實施對日威懾。1941年8月1日，美國又宣佈對日本實施全面石油禁運，這對於資源極為缺乏的日本而言，無疑是致命的。為此日本不惜偷襲珍珠港，進行一場致命的賭博。
戰前，日本進行了周密準備，欺騙麻痺美國。因此，直到大戰在即，夏威夷島上的美軍仍毫無戰鬥準備。
1941年11月18日前後，日軍以第6艦隊27艘潛水艇並載有5艘特種潛水艇組成的先遣艦隊，分別從橫須賀、佐伯灣出發，分3路，直撲夏威夷，擔負偵察監視和截擊美艦隊的任務。26日，以第1航空艦隊6艘航空母艦為基幹而組成的突擊艦隊，從單冠灣出發，沿北方航線隱蔽開進，赴瓦胡島北面預定海域，擔負空中突襲珍珠港的任務。12月２日，先遣艦隊和突擊艦隊同時收到「12月8日（東京時間，夏威夷時間為7日）為空襲日」的通知。「空襲日」選定在星期天。
12月7日4時30分，當突擊艦隊順利到達瓦胡島以北，即展開組織進攻。5時30分，兩架水上飛機對瓦胡島及其附近海面進行偵察。354架艦載機用於空襲，分為兩個攻擊波。第1波183架，第2波171架。6時，第1波起飛，由雲層上空悄悄飛向珍珠港。7時15分，第2波起飛。日軍在2個小時內出動350餘架飛機偷襲珍珠港的美軍基地，炸沉炸傷美軍艦艇40餘艘，炸毀飛機200多架，斃傷美軍4000多人，美軍主力戰艦「亞利桑那」號被1760磅重的炸彈擊中沉沒，艦上1177名將士全部殉難。
但是，短暫的戰術勝利改變不了日本軍國主義滅亡的命運。「不論在不在港內，我們每個人都將永遠記住這一時刻。」1941年12月8日，美國總統在國會發表了其歷史性的演說，而後國會通過對日宣戰。美國完全投入了二戰，將其強大的國家機器轉入了戰時的軌道，從而徹底扭轉了二戰局面。
《大西洋憲章》
德蘇戰爭爆發後，斯大林在1941年7月3日的廣播演說中表示，蘇聯的衛國戰爭，不僅是為了保衛蘇聯，而且要幫助那些在德國法西斯主義枷鎖下的歐洲各國人民。這促使英、美政府要對法西斯侵略和戰爭目的表明自己的態度。
1941年8月初，羅斯福、丘吉爾分別率領本國政府的官員乘軍艦在紐芬蘭的阿金夏港舉行會談，最後於8月13日簽署了聯合聲明，14日正式公佈，史稱《大西洋憲章》。聲明宣佈了對德戰爭的目的和戰後和平的處置。聲明稱英、美兩國並不追求領土或其他方面的擴張；凡未經有關民族自由意志所同意的領土改變，兩國不願其實現。兩國宣稱尊重各民族自由選擇其所賴以生存的政府形式的權利。待納粹暴政被最後毀滅後，使全世界所有人類悉有自由生活的保證。兩國相信世界所有國家，無論為實際上或精神上的原因，必須放棄使用武力。兩國贊助與鼓勵其他一切實際可行的措施，以減輕愛好和平人民對於軍備的沉重負擔。
《大西洋憲章》在當時歷史條件下，對於動員世界人民，加強反法西斯聯盟，打敗德、意、日侵略者，無疑起著積極的作用。美國作為一個尚未參戰的國家，與英國一起發表如此明確的聲明，對德、意、日法西斯是個沉重的打擊，但是，《大西洋憲章》中也反映出英、美存在爭奪殖民利益的矛盾。美國依仗其經濟實力而極力強調把「機會均等」、「海上自由」的原則塞進憲章，有利於美國戰後與英國爭奪勢力範圍，取得世界「領導地位」。
中途島戰役
日本自1941年12月7日偷襲珍珠港開始，發動了太平洋戰爭，以後在3個多月的時間裡便佔領了東自威克島、馬紹爾群島，西至馬來半島、安達曼和尼科巴各島，南至俾斯麥群島地區，幾乎完全控制了整個西太平洋。
不過，臨危受命的美國太平洋艦隊的司令切斯特?尼米茲很快組織了只有4艘航空母艦及其護航艦的艦隊。這支艦隊襲擊了在中太平洋島嶼上的日軍，緊接著實施一項令人震驚的作戰計劃——轟炸東京。東京被炸後，日本認為威脅來自中途島，日軍企圖奪取中途島迫使美軍退守夏威夷及美國西海岸；誘殲美國太平洋艦隊，以保障日本本土的安全。
日本聯合艦隊為實施此次戰役，動用艦艇包括運輸艦、輔助艦在內共200餘艘，其中航空母艦8艘（艦載機400多架）、戰列艦11艘、巡洋艦23艘、驅逐艦56艘、潛艇24艘，由聯合艦隊司令長官山本五十六海軍大將統一指揮。5月26∼29日，各編隊先後由本土起航，預定於6月4日對中途島發起進攻。
不過，在5月中旬，美軍就已經通過破譯日本海軍密碼電報而掌握了日本進攻中途鳥的企圖。尼米茲集中航空母艦3艘（艦載機230多架）及其他作戰艦艇約40多艘，組成第16特混艦隊和第17特混艦隊，在中途島東北海域展開，隱蔽待機。與此同時，19艘潛艇部署在中途島附近海域，監視日艦行動。
6月3日，細萱戍子郎海軍中將率北方編隊（航空母艦2艘、艦載機82架、其他作戰艦艇29艘）對阿留申群島的荷蘭港發起突擊。4日凌晨，南雲忠一海軍中將率第1機動編隊（航空母艦4艘、艦載機260多架、其他作戰艦艇17艘）進至中途島西北240海里海域，4時30分派出第1波飛機108架飛往中途島。島上美軍發出警報，飛機升空迎敵，展開激戰。日軍轟炸機襲擊機場，炸毀部分地面設施。由於島上防禦得到加強，機場跑道未被摧毀。在此期間，南雲的機動編隊多次受到美軍岸基飛機的偵察、襲擾和攻擊。南雲遂決定再次攻擊中途島。7時15分，美軍岸基魚雷機結束攻擊，南雲卻下令已掛上魚雷準備攻擊美國航空母艦的第2波飛機改裝炸彈攻擊中途島。7時28分，日軍偵察機報告發現美國艦隊。
此時，在中途島東北海域待機的美國特混艦隊正向日機動編隊接近，並已派出第1、第2波飛機200多架。8時20分，日本偵察機報告美國艦隊似有1艘航空母艦。南雲於是命令攻擊中途島的第1波飛機和擔任空中戰鬥巡邏任務的戰鬥機返航，隨後率領艦隊北駛，以免遭到襲擊，並重新部署對敵艦隊的攻擊。約9時20分於10時26分，正當日軍第2波飛機正在卸下炸彈、重掛魚雷的混亂之際，美國艦載魚雷機和俯衝轟炸機連續攻擊南雲的航空母艦。日方雖有部分戰鬥機臨空迎戰，但為時已晚。日軍損失航空母艦4艘（「赤城號」、「加賀號」、「蒼龍號」、「飛龍號」）、重巡洋艦1艘、飛機285架，人員3500名；美軍損失航空母艦1艘（「約克敦號」）、驅逐艦1艘、飛機約150架，人員307名。鑒於第1機動編隊損失慘重，山本於5日下令停止中途島作戰，率聯合艦隊西撤。美軍乘勢追擊，於6日派艦載機3次出擊，又擊沉日軍重巡洋艦1艘，擊傷巡洋艦、驅逐艦數艘。
中途島戰役改變了太平洋地區日、美海軍的航空母艦實力對比。日軍僅剩1艘重型航空母艦、4艘輕型航空母艦，並損失大量艦載機飛行員。從此，日本在太平洋戰場喪失戰略主動權，戰局出現有利於盟軍的轉折。
斯大林格勒戰役
1942年7月17日，德軍在頓河河曲發動攻勢，偉大的斯大林格勒保衛戰開始了。德軍發起連續性的猛攻，力圖突破頓河防線，而蘇軍進行了頑強的反擊。8月23日，德軍付出慘重代價後才突破頓河防線，渡過頓河河曲，開始直接攻擊斯大林格勒。在這緊急關頭，蘇聯最高統帥部命令該城守軍採取一切措施守住陣地，消滅逼近伏爾加河的敵人。
在蘇聯軍民的英勇阻擊下，德軍的銳氣受到嚴重挫傷。到9月13日，德軍才攻入斯大林格勒市，雙方開始了更為激烈的城區爭奪戰。德軍為了侵佔這座名城，又從高加索調來大量軍隊、飛機進行強攻和輪番轟炸。然而，英雄的蘇聯軍民，用自己的生命和鮮血保衛著祖國的每一寸土地。在近兩個月的斯大林格勒爭奪戰中，蘇軍擊退德軍700多次衝鋒，使德軍始終無法攻佔全城。
戰爭進行到11月中旬，德軍陷入了進退兩難的困境。蘇軍的積極防禦戰術，再次粉碎了希特勒的侵略計劃，並為蘇軍全面反攻贏得了時間。由於德軍傷亡過重，蘇軍在兵力和武器裝備上開始超過德軍。在這種形勢下，蘇聯最高統帥部決定組織力量進行反攻。1942年11月19日拂曉，蘇軍開始大反攻，向德軍陣地發起攻擊。22日夜間，蘇軍強渡頓河成功。23日，幾支蘇軍在卡拉奇會師，形成了對斯大林格勒城下德軍第六集團軍的包圍。
1943年1月10日，蘇軍以50門大炮向包圍圈內的敵人猛轟。德軍開始全線崩潰。蘇軍指揮部命令被圍德軍投降，但遭拒絕。1月22日，蘇軍再次發動全線進攻。德軍第六集團司令鮑盧斯在彈盡糧絕的困境下，請求希特勒投降，未獲同意。希特勒為給鮑盧斯打氣，於30日下令授予鮑盧斯元帥軍銜，給第六集團軍的117名軍官以各晉陞一級等獎勵。但是，無論希特勒怎樣封官晉爵，也無法挽救德軍的敗局。2月2日，蘇軍生俘德軍9萬人以上，被圍的33萬德軍全部殲滅。震撼世界的斯大林格勒戰役至此結束。德軍在會戰中傷亡約150萬人，佔其在蘇德戰場作戰總兵力的1/4。
蘇軍在斯大林格勒的勝利，對蘇德戰場，乃至對整個第二次世界大戰進程產生了巨大影響。斯大林格勒戰役是蘇德戰場的根本轉折點，也是第二次世界大戰的一個具有決定性意義的轉折點。
西西里島登陸
1943年5月，盟軍在把德、意軍隊逐出非洲大陸後，將意大利西西里島定為下一個進攻目標。1943年夏，盟軍在北非沿海港口集中了大量兵力，準備在西西里島登陸。這次作戰的代號為「哈斯基」，由亞歷山大將軍指揮的第15集團軍群負責實施。該集團軍群下轄蒙哥馬利指揮的英軍第8集團軍和巴頓指揮的美軍第７集團軍，共有13個師和3個獨立旅，總兵力達47.8萬人，擁有作戰飛機4000餘架，各種戰鬥艦艇和輔助船隻約3200艘。
為保證西西里島登陸戰的勝利，盟軍在戰役前曾實施代號為「肉餡」的誤導行動，發出盟軍將在撒丁島和希臘登陸的錯誤信息，致使希特勒下令分散了西西里島上的德軍兵力。