La defensa francesa era pésima y aunque técnicamente el ejército francés era superior en número y armamento, los alemanes poseían más aviones y una nueva técnica de combate, la blitzkrieg o guerra relámpago, que revolucionó la estrategia militar moderna, al concentrar fuerzas combinadas de forma certera y coordinada, con blindados apoyados de cerca por elementos de infantería móvil, fuerza aérea y artillería, a través de acciones por sorpresa ante enemigos que no estaban preparados y que fueron incapaces de reaccionar rápida y coherentemente ante las ofensivas alemanas.
Todas estas tácticas no hubieran sido posibles sin el desarrollo de nuevas formas de comunicación, vehículos especializados y una estructura de manos menos centralizada y más eficiente, con oficiales dotados de iniciativa propia. Las fuerzas alemanas evitaban el combate directo, interrumpiendo mediante ataques selectivos las comunicaciones, líneas de suministros y los centros de mando, lo que hundía a su vez la moral del adversario.
El 16 de junio, tras declarar París ciudad abierta por parte de sus autoridades con el fin de evitar un bombardeo masivo que la destruyera, entraban las tropas alemanas en la capital sin resistencia.
El presidente del Consejo de Ministros, Paul Reynaud, buscó el cese de las hostilidades con la Alemania nazi y fue sustituido por el mariscal Henri Pétain, quien firmó un armisticio en Compiègne por el que se establecía la partición de Francia en dos zonas, la ocupada y la del Gobierno francés colaboracionista de Vichy.
Parte del norte y del oeste de Francia fueron ocupadas por la Wehrmacht. Pétain trasladó la capital a Vichy y rompió relaciones con los británicos, convirtiéndose la Francia ocupada en una dictadura fascista. El general De Gaulle, que había huido a Londres, fundó el movimiento Francia Libre, con exiliados y habitantes de colonias francesas, para organizar la resistencia a la ocupación.
Cuando los aliados invadieron el norte de África en noviembre de 1942, alemanes e italianos ocuparon inmediatamente la parte libre que quedaba de Francia, que no sería liberada hasta el 6 de junio de 1944 con el desembarco aliado durante la batalla de Normandía. París no sería liberada hasta el 25 de agosto de 1944.
Tras la invasión de Normandía en 1944, Pétain y Pierre Laval, su sustituto a partir de 1942, se vieron obligados a buscar la protección de Alemania. Ambos fueron capturados posteriormente, juzgados, encontrados culpables de alta traición y condenados a muerte.