6月3日，细萱戍子郎海军中将率北方编队（航空母舰2艘、舰载机82架、其他作战舰艇29艘）对阿留申群岛的荷兰港发起突击。4日凌晨，南云忠一海军中将率第一机动编队（航空母舰4艘、舰载机260多架、其他作战舰艇17艘）进至中途岛西北240海里海域，4时30分派出第一波飞机108架飞往中途岛。岛上美军发出警报，飞机升空迎敌，展开激战。日军轰炸机袭击机场，炸毁部分地面设施。由于岛上防御得到加强，机场跑道未被摧毁。在此期间，南云的机动编队多次受到美军岸基飞机的侦察、袭扰和攻击。南云遂决定再次攻击中途岛。7时15分，美军岸基鱼雷机结束攻击，南云却下令已挂上鱼雷准备攻击美国航空母舰的第二波飞机改装炸弹攻击中途岛。7时28分，日军侦察机报告发现美国舰队。此时，在中途岛东北海域待机的美国特混舰队正向日机动编队接近，并已派出第一、第二波飞机200多架。8时20分，日本侦察机报告美国舰队似有一艘航空母舰。南云于是命令攻击中途岛的第一波飞机和担任空中战斗巡逻任务的战斗机返航，随后率领舰队北驶，以免遭到袭击，并重新部署对敌舰队的攻击。约9时20分～10时26分，正当日军第二波飞机正在卸下炸弹、重挂鱼雷的混乱之际，美国舰载鱼雷机和俯冲轰炸机连续攻击南云的航空母舰。日方虽有部分战斗机临空迎战，但为时已晚。日军损失航空母舰4艘（“赤城号”“加贺号”“苍龙号”“飞龙号”）、重巡洋舰1艘、飞机285架，人员3500名；美军损失航空母舰1艘（“约克敦号”）、驱逐舰1艘、飞机约150架，人员307名。鉴于第一机动编队损失惨重，山本于5日下令停止中途岛作战，率联合舰队西撤。美军乘势追击，于6日派舰载机三次出击，又击沉日军重巡洋舰1艘，击伤巡洋舰、驱逐舰数艘。
中途岛战役改变了太平洋地区日、美海军的航空母舰实力对比。日军仅剩1艘重型航空母舰、4艘轻型航空母舰，并损失大量舰载机飞行员。从此，日本在太平洋战场丧失战略主动权，战局出现有利于盟军的转折。
斯大林格勒战役
1942年7月17日，德军在顿河河曲发动攻势，伟大的斯大林格勒保卫战开始了。德军发起连续性的猛攻，力图突破顿河防线，而苏军进行了顽强的反击。8月23日，德军付出惨重代价后才突破顿河防线，渡过顿河河曲，开始直接攻击斯大林格勒。在这紧急关头，苏联最高统帅部命令该城守军采取一切措施守住阵地，消灭逼近伏尔加河的敌人。
在苏联军民的英勇阻击下，德军的锐气受到严重挫伤。到9月13日，德军才攻入斯大林格勒市，双方开始了更为激烈的城区争夺战。德军为了侵占这座名城，又从高加索调来大量军队、飞机进行强攻和轮番轰炸。然而，英雄的苏联军民，用自己的生命和鲜血保卫着祖国的每一寸土地。在近两个月的斯大林格勒争夺战中，苏军击退德军700多次冲锋，使德军始终无法攻占全城。
战争进行到11月中旬，德军陷入了进退两难的困境。苏军的积极防御战术，再次粉碎了希特勒的侵略计划，并为苏军全面反攻赢得了时间。由于德军伤亡过重，苏军在兵力和武器装备上开始超过德军。在这种形势下，苏联最高统帅部决定组织力量进行反攻。1942年11月19日拂晓，苏军开始大反攻，向德军阵地发起攻击。22日夜间，苏军强渡顿河成功。23日，几支苏军在卡拉奇会师，形成了对斯大林格勒城下德军第六集团军的包围。
1943年1月10日，苏军以50门大炮向包围圈内的敌人猛轰。德军开始全线崩溃。苏军指挥部命令被围德军投降，但遭拒绝。1月22日，苏军再次发动全线进攻。德军第六集团司令鲍卢斯在弹尽粮绝的困境下，请求希特勒投降，未获同意。希特勒为给鲍卢斯打气，于30日下令授予鲍卢斯元帅军衔，给第六集团军的117名军官以各晋升一级等奖励。但是，无论希特勒怎样封官晋爵，也无法挽救德军的败局。2月2日，苏军生俘德军9万人以上，被围的33万德军全部歼灭。震撼世界的斯大林格勒战役至此结束。德军在会战中伤亡约150万人，占其在苏德战场作战总兵力的四分之一。
苏军在斯大林格勒的胜利，对苏德战场，乃至对整个第二次世界大战进程产生了巨大影响。斯大林格勒战役是苏德战场的根本转折点，也是第二次世界大战的一个具有决定性意义的转折点。
西西里岛登陆
1943年5月，盟军在把德、意军队逐出非洲大陆后，将意大利西西里岛定为下一个进攻目标。1943年夏，盟军在北非沿海港口集中了大量兵力，准备在西西里岛登陆。这次作战的代号为“哈斯基”，由亚历山大将军指挥的第15集团军群负责实施。该集团军群下辖蒙哥马利指挥的英军第8集团军和巴顿指挥的美军第７集团军，共有13个师和3个独立旅，总兵力达47.8万人，拥有作战飞机4000余架，各种战斗舰艇和辅助船只约3200艘。
为保证西西里岛登陆战的胜利，盟军在战役前曾实施代号为“肉馅”的误导行动，发出盟军将在撒丁岛和希腊登陆的错误信息，致使希特勒下令分散了西西里岛上的德军兵力。
1943年7月9日深夜，盟军按计划以空降登陆打响了西西里岛登陆战役。10日凌晨，盟军在恶劣天气的掩护下，在西西里岛强行登陆。面对盟军的突然袭击，德、意军队猝不及防，海岸防线很快被摧毁。战役进行到第三天，英军便占领了西西里岛的东南部。7月22日，美军又攻克西西里岛首府巴勒摩。8月5日，英军占领卡塔尼亚。8月17日，盟军先后进入西西里岛东北角通向大陆的咽喉重镇墨西拿，随即占领全岛。至此，西西里岛登陆战役以盟军获胜宣告结束。
在这场战役中，德、意军共投入兵力约27万人，总计损失近17万人，盟军损失3万余人。西西里岛战役是盟军在欧洲战场上进行的一次重要战役。战役的胜利为盟军打开了直接进攻意大利的大门，也加深了墨索里尼政权所面临的危机，为最终迫使意大利投降创造了条件。
德黑兰会议
当斯大林格勒会战取得伟大胜利以后，如何协调行动，共同作战就成了十分迫切的问题。1943年11月28日～12月1日，苏联领导人斯大林、美国总统罗斯福、英国首相丘吉尔来到伊朗首都德黑兰，讨论盟国战略和战后世界和平问题。
这次会议主要是研究如何打败德国法西斯，早日结束战争问题。更具体地说，就是如何尽快开辟欧洲第二战场。当时，苏联是抗击德军的主要力量，迫切需要美、英在欧洲西部开辟另一条战线，牵制德军，缩短战争时间。斯大林早在1941年就几次要求英国开辟第二战场，却遭到了丘吉尔的拒绝。后来美国和英国国内也掀起了要求开辟第二战场的声浪，两国才制定了代号是“霸王”的战役计划，准备在1944年从法国诺曼底登陆。
斯大林十分关心开辟西欧战场的“霸王”行动，要求立即确定其开始日期；丘吉尔先是坚持其进军巴尔干的计划，继而又提出从巴尔干和西欧两路攻入欧洲的新方案，极力回避发起“霸王”行动的确切日期；罗斯福则居中调和，但倾向斯大林的意见，表示不想推迟“霸王”行动。三方最终就对德作战问题达成一致意见，签署秘密作战计划（即《苏美英三国德黑兰总协定》），规定“霸王”行动和进攻法国南部的战役于1944年5月同时发起；届时，苏军将在东线发动攻势，以阻止德军由东线向西线调动。12月1日会议结束时，三国首脑发表《德黑兰宣言》。宣言指出苏、美、英三国已经议定关于消灭德军的计划，并已就从东面、西面和南面进行的军事行动的规模和时间商得完全一致的协议；号召所有国家积极参加对德作战，并欢迎它们参加战后维护和平的国际组织。会议还通过苏、美、英《关于伊朗的宣言》，承认伊朗在对德战争中所作出的贡献，同意给予经济援助，并赞成伊朗维持其独立、主权和领土完整的愿望。
会议还就波兰边界、战后处理德国的原则、建立国际组织等问题交换了意见，并讨论了盟国对日作战问题。苏联同意欧洲战争结束半年后参加对日作战。
德黑兰会议和《德黑兰宣言》是反法西斯联盟主要国家在战争后期建立有效军事合作的重要步骤，对加强盟国团结、加快第二次世界大战的进程、彻底打败德、意、日、法西斯产生了重大作用和影响。
开罗宣言
在日本法西斯逐渐丧失战略上的主动地位，盟军节节推进的时候，1943年11月22～26日，中、美、英三国首脑蒋介石、罗斯福、丘吉尔在埃及首都开罗举行会议，商讨如何协调对日作战的共同军事问题和战后如何处置日本等政治问题，史称“开罗会议”。