欧战爆发前，英法共同制定了保卫非洲、地中海和近东的计划。该计划规定：在战争情况下，盟国必须控制地中海，并对驻利比亚和埃塞俄比亚的意军实施突击，保卫东、北非。法国败降后，英国本土受到德军直接威胁，东、北非的战略态势发生了有利于轴心国的重大变化。由中东英军总司令阿·珀·韦维尔将军指挥的英军部队只好准备孤军奋战，而英军驻东、北非部队分别只有3.25万人和6.6万人，兵力相当薄弱。墨索里尼决定利用这一有利时机，以优势兵力夺取埃及和英属索马里，控制苏伊士运河和红海，切断英国的生命线，实现其建立地中海大帝国的美梦。为此，意大利集结了50余万人的兵力。
1940年8月4日，意军17个步兵营在装甲兵和炮兵支援下，从早先占领的埃塞俄比亚和厄立特里亚入侵英属索马里。两天后，意军占领哈尔格萨等地，8月11日，开始向图阿干英军主阵地进攻。驻索马里英军只有1500人，被迫于8月15～17日从伯贝拉乘船撤往亚丁。8月20日，英属索马里全被意军占领。在苏丹（其地理位置属于北非，作战行动与东非相关）和肯尼亚，意军先后攻占苏丹的卡萨拉镇和加拉巴特镇、肯尼亚的莫亚累镇。但是，英属索马里、苏丹、肯尼亚和埃塞俄比亚人民开展广泛的游击战，迫使意军在这一地区停止进攻。
英军乘机将其在苏丹和肯尼亚的兵力扩大到15万人，同时也加强了埃及的防御力量。8月底，英军“光辉”号航空母舰和1艘战列舰、2艘巡洋舰在直布罗陀分舰队支援下驶入亚历山大港。
经过一段时间的准备，英军兵分2路，于1941年1月在东非开始大规模反攻。1月19日，北路英军由苏丹东北部向厄立特里亚发起反攻，3月27日攻克通往厄立特里亚首都阿斯马拉的门户克伦。4月1日，英军占领阿斯马拉。4月8日，驻守马萨瓦海军基地的意军投降，英军俘虏意军1.5万人，击沉意舰多艘。
南路英军于1941年1月24日突入意属索马里，2月25日占领摩加迪沙，继而北上埃塞俄比亚。3月25日，英军占领哈勒尔。4月6日，夺取埃塞俄比亚首都亚的斯亚贝巴。5月18日，奥斯塔公爵率意军主力在埃塞俄比亚北部安巴阿拉吉山投降。在埃塞俄比亚西北部，负隅顽抗的意军余部于11月28日投降。意属东非完全落入英军之手。
意大利在北非的侵略扩张稍晚于东非。意军在利比亚驻有2个集团军——第10集团军辖9个师部署在东部利埃边境，准备向埃及进攻；第5集团军部署在西部，掩护突尼斯方向。为加强北非的防御，英军将一些英联邦军队调往埃及，并将1/3来自敦刻尔克的坦克运到那里。在意军发起进攻时，英军驻北非的尼罗河集团军辖2个师和2个旅，其中1个师在埃利边境展开。
1940年9月13日，意军第10集团军以6个步兵师和8个装甲营越过利埃边界，向英军发起进攻。英军经短时间抵抗即全线撤退。当天，意军占领塞卢姆，3天后攻占西迪拜拉尼。然而，意军补给日益困难，被迫停止进攻。尔后，英军继续后撤到马特鲁港附近的预设阵地。于是，在两军之间形成了一个130公里宽的中间地带。
意军占领西迪拜拉尼后，开始把注意力转到希腊战场。10月28日，意军入侵希腊，同时在非洲继续作战。英军尼罗河集团军利用这一时机调整部署，并补充2个师，准备将意军逐出埃及。12月9日，英军以1个装甲师和1个步兵师向意军第10集团军发起有限目标的反击。英军出其不意地通过意军间隙地，向意军后方实施攻击。意军指挥失灵，大批意军不战而降。
12月11日，英军收复西迪拜拉尼。12月17日，进占塞卢姆。意军仓皇撤离埃及，向利比亚退却。英军乘胜追击，于1941年1月5日占领利比亚要塞拜尔迪耶，1月22日进占图卜鲁克。2月6日，英军占领意大利在东利比亚的最后一个重要据点班加西。2月10日，英军进抵阿盖拉、马拉达以东一线，占领了昔兰尼加全境。此时，丘吉尔决定向巴尔干转移兵力，利用意军在希腊的失败，在巴尔干半岛建立军事基地。于是，北非英军一部被调到希腊，而在北非停止进攻。英军在2个月内向西推进800余公里，以较小的代价取得重大战果。
德国隆美尔军团抵达的黎波里意军在北非的溃败，使希特勒深感不安。对希特勒来说，非洲是一个棘手的次要战区，过早在那里采取行动，将干扰和影响他的整个战略部署。但是，意大利在非洲的惨败，迫使德国不得不分散兵力卷入非洲战事。1941年2月3日，他同三军总司令磋商时决定：选派一支装甲部队开赴北非，空军对昔兰尼加和马耳他岛的英军实施轰炸，加强与英国海军作战，破坏英国的海上运输。2月5日，希特勒致函墨索里尼，通报了德国的上述决定，并要求意大利的歼击机归德军统辖，德意在北非的快速部队由德军统一指挥。墨索里尼马上接受了德国的条件，把格拉齐亚尼元帅召回国内，以伊塔洛·加里博尔迪将军接任北非意军总司令，并决定把2个新编意大利师派往北非。
2月11日，德军第5轻装甲师一部作为首批赴非部队抵达利比亚。翌日，埃尔温·隆美尔中将飞抵的黎波里，并在那里会见了意军总司令加里博尔迪将军。18日，德军把派往利比亚的部队正式命名为“德国非洲军”，隆美尔任军长。为加强这支非洲军，希特勒加强给第5轻装甲师l个坦克团，并决定再组建第15装甲师开赴北非。
在此期间，英军部分兵力已调往希腊战场。北非英军总司令韦维尔将军虽已获悉德军出兵非洲，但未引起足够重视。他错误地认为，德军要把2个师的兵力和装备调到的黎波里，至少需要2个月的时间。因此，在春天不会有什么危险，德意联军也不会在炎热的夏季发动进攻。
然而，隆美尔不顾德国陆军总参谋长弗兰茨·哈尔德大将的告诫和北非意军总司令加里博尔迪将军的提醒，于3月24日指挥德意联军向英军发起试探性进攻，将英军赶到阿盖拉。在没有得到上级任何人同意的情况下，随后又于3月31日向英军发起进攻。遇到英军顽强抵抗后，隆美尔放弃正面进攻，改向英军翼侧实施迂回包围。英军不战而撤至艾季达比耶。德意联军乘胜追击，于4月2日攻占艾季达比耶。在隆美尔指挥下，德意联军兵分3路，向北和东北方向发展进攻。希特勒警告隆美尔不能冒险，但此时他的先头部队已经出发。
4月4日，德意联军先取班加西，进而于4月11日包围图卜鲁格要塞。至4月中旬，德意联军进至利埃边境，占领了图卜鲁格以外的昔兰尼加全境。隆美尔指望得到增援后，再向埃及首都开罗发动进攻。但是，希特勒准备集中一切可供支配的兵力进犯苏联，不再向北非派兵。那里的战线便在利埃边界附近稳定下来。
4月30日，固守图卜鲁格据点的英军粉碎了德意联军新的进攻。在利埃边界，英军于5月15日发起反攻，推进到塞卢姆和卡普措堡。后因德意联军加强抵抗，英军于两天后，撤回进攻出发阵地。6月15日，英军经过周密准备再次发起反攻，企图夺回哈尔法亚隘口和边界工事，以便推进到图卜鲁格，解救被围据点。英军向哈尔法亚隘口东南实施迂回，经卡普措堡向北推进。不久，德军第15装甲师在第5轻装甲师的支援下，终于阻止了英军的反攻。
1941年秋，德军主力陷入苏德战场，其非洲军又面临补给困难。丘吉尔认为，英军应抓住战机夺占整个利比亚，并促使北非法军转向英国方面；命令新任中东英军总司令奥金莱克将军大胆进攻，夺取北非的战略主动权。1941年11月18日凌晨，英军在空军和地中海舰队的支援下，发起“十字军战士”战役，以粉碎其当面德意联军的10个师（约10万人，装备有坦克522辆、飞机340架），解除敌军对图卜鲁格据点的包围，解放昔兰尼加。英军主力从里多泰迈代莱奈和西迪奥马尔地域向图卜鲁格以东的德意装甲部队实施钳形突击，一部兵力从杰格布卜地域向艾季达比耶方向实施辅助突击，达成了战术突然性。当晚，英军突入利比亚纵深80公里。次日，占领图卜鲁格以南约16公里处的西迪雷泽格。20日，英军完成对德意联军的包围，双方在西迪雷泽格地域展开激烈的坦克战。21日，据守图卜鲁格的英军在坦克支援下出击，准备同西迪雷泽格的英军会合。25日，隆美尔以强大兵力袭击英军后方，未能取得重大战果。12月4日，隆美尔下令放弃对图卜鲁格长达242天的包围。德意联军撤至加扎拉地域，企图在这里阻止英军西进。在英军继续打击下，德意联军被迫撤到的黎波里塔尼亚。英军推进到阿盖拉后，停止追击。经过2个月作战，英军向西推进近800公里，解除了图卜鲁格之围，收复了昔兰尼加，并以损失1.77万人的代价歼灭德意联军3.3万人，但未完成歼灭德意非洲装甲集群的主要任务。
隆美尔在德意联军西撤的同时，就酝酿着反攻。由于他采取了大量欺骗措施，反攻准备进行得相当隐蔽。1942年1月21日，德意联军实施反攻，英军一时措手不及，仓促后撤。1月28日，德意联军重占班加西。5月26日，隆美尔以10个师约13万人、610辆坦克、600架飞机发起“泰西”战役，企图夺取埃及并突向近东。6月1日，德意联军攻占比尔哈凯姆，14日，将英军第8集团军所属部队逐出加扎拉阿。6月19日，德意联军集中兵力围攻图卜鲁格，2天后攻克该市。德意联军继续挥师东进，对溃退的英军穷追不舍。6月26日，德意联军包围埃及马特鲁港，28日英军献城投降。6月30日，德意联军逼近阿莱曼附近英军阵地。7月1～3日，德意实施第一次阿莱曼战役，对英军防御阵地屡攻不克。此后，德意联军因后勤补给困难，油料缺乏，兵力有限，隆美尔被迫停止进攻，战线相对稳定下来。