1940年5月10日，德軍開始進攻(“黃色”計劃)。對法、比、荷境內的72個機場及縱深目標實施航空突擊，德軍空降兵佔領了荷蘭和比利時的許多重要地區、機場和橋樑。在德"B"集團軍羣右翼，荷軍在德軍打擊下迅速瓦解，1940年5月14日，荷軍投降。在其左翼，德空降兵於10日凌晨偷襲扼守列日的埃本埃馬爾要塞成功，比軍防禦即告崩潰，退至安特衛普和馬斯河地區。到1940年5月14日，部分英法軍推進到這一地區按計劃馳援比利時。與此同時，德“A”集團軍羣的裝甲部隊於12日越過阿登山區，突破了法國的薄弱防禦，次日下午在空軍支援下強渡默茲河，並開始從迪南和色當地區向索姆河口方向擴大戰果。
古德里安的第19裝甲軍只用了兩天時間便穿越阿登山脈110公里長的峽谷深入法境。1940年5月12日下午，古德里安的3個裝甲師已經到達馬斯河北岸。1940年5月13日上午11時，德軍出動近400架轟炸機分批次對馬斯河南岸的法軍陣地和炮兵羣進行了長達5個小時的轟炸，下午4時，古德里安指揮部隊開始強渡馬斯河。當天黃昏，第1裝甲師已經插入法軍陣地，突入縱深。第2裝甲師和第10裝甲師也在晚間全部渡過了馬斯河。同一天，霍特的15裝甲軍屬下的隆美爾的第7裝甲師也在西面40英里遠的南特附近渡過了馬斯河。古德里安的第19裝甲軍的推進速度不但令聯軍措手不及，而且也令德軍統帥部不安，克萊斯特曾兩度下令古德里安暫停前進，但他不惜以辭職抗爭。禁令解出後，他的速度比以前還快，1940年5月16日，古德里安督促手下的3個裝甲師向西轉進英吉利海峽東岸的敦克爾克地區。1940年5月20日，古德里安掃過亞眠，在阿貝維爾附近抵達英吉利海峽。同日，德坦克兵團進抵拉芒什，在比利時和法國北部分割了英法比軍重兵集團。爾後北上向被圍聯軍側後卷擊。
21日，新任聯軍總司令魏剛命令所部向阿拉斯方向德軍翼側反擊並突破合圍正面的嘗試未獲成功，1940年5月23日上午至24日，古德里的安裝甲部隊先後佔領了布洛涅和加來。24日下午，古德里安的第19裝甲軍已到達格拉夫林，離敦克爾克還有10英里，在其右翼的萊因哈特的第41裝甲軍，也已到達艾爾—聖奧梅爾—格拉夫林運河一線。兩支部隊只須再努把力，就可直取敦克爾克，而後繼的幾十個步兵師正不斷地跟進。但24日，希特勒卻下令已進至艾爾運河的德裝甲部隊暫停進攻，讓空軍去解決戰鬥，這使聯軍獲得在敦刻爾克組織防禦的時間。26日，英內閣下令實施“發電機”計劃，組織敦刻爾克撤退。28日，比利時投降。在敦刻爾克戰役中英法比軍被逼至海邊，損失慘重，至1940年6月4日，英法軍隊33.8萬餘人(其中法軍12.3萬人)從敦刻爾克撤至英國。雖然德軍在戰役中取得重大勝利，但是消滅和俘獲在弗蘭德的法英軍這一主要目的未能達到。
1940年6月5日，德軍統帥部在重新部署兵力之後，開始了“紅色”進攻戰役，由140個師(其中10個坦克師和6個摩托化師)參加，其目的是粉碎法國武裝部隊並迫使法國退出戰爭。接替甘末林將軍任法軍總司令的魏剛將軍擁有71個被削弱的師。在法國僅剩下兩個英國兵團。德軍“B”集團軍羣率先在右翼發起全線進攻，當天，隆美爾的第7裝甲師突破索姆河和埃納河的防禦，德軍利用第一梯隊的各坦克集羣，開始向法國腹地迅速發展進攻。法國政府未能組織對德軍的抵抗，它拒絕了法國共產黨中央委員會1940年6月6日的建議，即動員羣衆回擊侵略者，改變戰爭性質，使其變爲爭取法國自由與獨立的人民戰爭。1940年6月7日，第7裝甲師將防守阿布維爾——亞眠一線的法國第10集團軍分割。1940年6月3日，德國空軍向法國機場和後方實施了猛烈轟擊。1940年6月5日拂曉，包克的搶先渡過索姆河。攔腰斬斷，其他德軍各師得以從這個缺口向前擁入。
1940年6月8日，第7裝甲師進抵塞納河畔。1940年6月10日，第7裝甲師轉身北向，當晚切斷了正向海岸撤退的法軍第9軍和英軍第51師的退路。這些部隊於1940年6月12日被迫向第7裝甲師投降。在“B”集團軍羣發起進攻後，左翼的倫斯德“A”集團軍羣也於1940年6月9日在埃納河發起渡河攻勢，當晚，古德里安裝甲兵團的第1裝甲師強渡埃納河，1940年6月10日，古德里安兵團擊敗法軍裝甲部隊，突破了法第6集團軍的右翼，此後，古德里安揮軍南下，一路長趨直入。1940年6月17日進抵瑞士邊境城鎮潘塔里爾，切斷了馬奇諾防線內法軍逃往瑞士的退路。1940年6月10日，法國政府從巴黎逃往圖爾(1940年6月14日遷往波爾多)。當天，意大利向法國和英國宣戰。13日，巴黎被宣佈爲不設防城市。1940年6月14日，按照魏剛的命令不戰而棄守巴黎。法軍的抵抗毫無組織。德軍坦克兵團迅速向法國腹地推進。此後“A”集團軍羣與“C”集團軍羣協作，“C”集團軍羣選擇馬奇諾防線守軍的薄弱處，即阿爾薩斯和格林兩築壘地域的接合部發起進攻。兩個集團軍羣前後夾擊，馬奇諾防線很快被突破。1940年6月17日，“C”集團軍羣進至馬恩—萊茵運河上，“A”集團軍羣從側後推進至瑞士邊界，法軍第2、第3集團軍羣被圍50萬被合圍在阿爾薩斯和格林南部，除少數逃往瑞士外其餘全部被殲。同日，領導新政府的貝當元帥請求德國武裝力量統帥部停戰。18日，法國政府宣佈停止抵抗。1940年6月22日，1940年6月24日，25日，法國全面停火。
