意大利从来就把地中海沿岸的非洲和小亚细亚看成自己的生存空间，当欧洲大陆上的法国已经战败，英国被打得焦头烂额时，墨索里尼觉得在非洲向大英帝国挑战，扩大意大利北非殖民地的机会来了，他想重建罗马帝国的辉煌。对于英国来说，北非殖民地的丧失，意味着地中海生命线不保，近东石油生产地和其他经济利益的丧失，同时还将危及远东殖民地的统治。
意大利军队在非洲展开两个集团军：东北非集团军约30万人，北非集团军约23万人。1940年7月初，意军从埃塞俄比亚向英属苏丹和肯尼亚内地进攻，不久进攻范围扩大到索马里，经两个星期战斗，意军击败了兵力和装备都处劣势的由非洲和印度人组成的殖民地部队。8月18日，英属殖民地部队退过海峡撤往亚丁。
意军在东非取得战果后，决定在北非采取攻势，占领英国在地中海主要海军基地亚历山大港和苏伊士运河。驻在利比亚境内的意军为第5军团和第10军团，前者面对突尼斯，后者面对埃及展开。1940年9月13日，格拉齐亚尼元帅指挥意军第10军团约8万之众，从昔兰尼加向东进攻，英军经过短时间的抵抗后，全面后撤。意军进攻第一天便占领军事重镇塞卢姆，并开始追击，但因后勤供应中断和运输工具不足，只前进了50英里，在西迪巴腊尼便裹足不前。英军利用意军消极等待的近两个月时间，得到了两个师的补充。12月9日，英军中东军总司令魏内尔下令转入反攻，英军在利比亚前线指挥官阿康纳将军指挥下，以275辆坦克为先导，采取侧后迂回加正面突贯的策略，将意军第10军团彻底击溃。到1941年2月6日，在两个月的交战中，连克塞卢姆、巴尔迪亚、托卜鲁克、班加西，向西推进了500英里左右，英军伤亡代价不到2000人，俘虏意大利官兵13万人左右。意军还损失近400辆坦克和1290门火炮。格拉齐亚尼几乎全军覆没，只得龟缩在的黎波里这个最后立足点。就在英军再稍加一点劲，就可把意军一鼓荡平时，丘吉尔命令魏内尔在北非留下最少限度的守军，抽调主力开往希腊。这就给德国人来到后，在北非燃起的燎原之火留下了一颗火种。
1941年2月初，英军已在苏丹和肯尼亚集结了15万军队，在戴高乐将军“自由法国”部队和埃塞俄比亚军队的支援下，开始在东非发动全面反攻。经过三个多月的战斗，意军土崩瓦解。5月20日，意大利的埃塞俄比亚总督兼东非军总司令奥斯塔公爵率部投降，意军被俘约23万人。至此，墨索里尼在非洲的赌博几乎输了个精光。
意大利军队的崩溃再次验证了俾斯麦的一句话：意大利有狮子般的胃，却只具备一副老鼠的牙齿。在北非殖民地几乎丢尽后，墨索里尼不得不放下架子向希特勒求援。德国此时对苏联的进攻正迫在眉睫，对开辟欧洲以外的战场不感兴趣，但希特勒考虑到如果意大利丧失非洲，会危及墨索里尼在国内的地位，进而有可能失去一个主要伙伴。因此决定先派少量的兵力，来帮助意大利人维持北非的局面，等欧洲大陆上尘埃落定，再集中力量收拾非洲。1941年2月6日，希特勒召见德国坦克悍将埃尔温·隆美尔，任命他为非洲军军长，前往北非援救意大利人。根据双方的约定，意大利在北非的所有部队都归隆美尔指挥，为照顾墨索里尼的面子，隆美尔名义上归意大利北非军总司令巴斯蒂科指挥。
德国的非洲军由第5轻快师和第15装甲师组成，此外，意大利的一个坦克师和一个步兵师也赶往增援。加里博迪代替格拉齐亚尼担任北非意军的指挥。1941年2月12日，隆美尔到达的黎波里。两天后，一艘德国运输船冒着风险运来了第一批德军，一个战防营，一个搜索营，第二天上岸后，在的黎波里市中心游行一番，以壮声色，随即开赴战场，26小时后已抵达前线。隆美尔为出奇制胜，不顾上司要他5月进攻的指示，在3月31日，也就是第5轻快师的坦克团刚刚到达之日发起攻势。
英军总司令魏内尔根据以往经验判断，在5月之前，德军绝无可能发动进攻，因为德军要远涉地中海来集结兵力，这就颇费时日。这时英军的主力已调往巴尔干战场，留在北非的部队只有两个削弱的师和一个旅，都是些缺乏训练和战斗经验的新建部队。阿康纳将军正在休假，由尼姆将军代理指挥职务。魏内尔的判断按常识而论并不算错，但偏偏遇到隆美尔这位天分很高的将才，忽略了对手不寻常的个性。为了虚张声势以弥补兵力的不足，隆美尔把汽车伪装成坦克，从而将攻势放大了许多倍。这种鱼目混珠的方法产生了奇效，英军为德军“强大攻势”所震撼，一触即溃。在进攻的当天，德军一举占领阿格海拉瓶颈地带。面对雪崩似的英军，隆美尔继续扩大战果。4月3日，非洲军攻占班加西。4月6日，出现了戏剧性事件，急忙赶回的阿康纳将军和尼姆将军在去前线了解情况时，竟闯入快速推进的德军前锋纵队，稀里糊涂地做了俘虏。
在两个星期内，英军仓皇后撤400英里，退回埃及边境，隆美尔的德、意部队轻松地收复昔兰尼加，不过在德军后方，英军仍坚守着一座孤城多布鲁克，这对隆美尔好比芒刺在背。4月11日，隆美尔开始围攻多布鲁克，但兵力不足遂陷于僵持。这时，德国统帅部正全力以赴准备入侵俄国，不准备扩大北非战果，哈尔德派副参谋总长保罗斯到北非视察，去制止隆美尔“发疯”。4月底，英国人源源不断地增援北非，5月中旬，魏内尔不等增援全部到达，便发动代号为“简短作战”攻势。一举拿下“哈法亚隘道”，但12天后被德军夺回，“简短作战”也随之瓦解。
到了6月中旬，英军又发起“战斧作战”的行动，但在“哈法亚隘道”闯入德军88毫米高射炮和各种大炮、坦克组成的陷阱，英军坦克主力几乎被全歼，损失90辆坦克，而德军只损失12辆。在另一场坦克战中，隆美尔又击败队徽为“沙漠之鼠”的英军第7装甲师（隆美尔因而获得“沙漠之狐”绰号）。这个时期的作战表明，意大利军队不是英军的对手，但德军作战能力又明显比英军高出一筹。“战斧作战”失败后第4天，魏内尔被免职，由奥钦烈克接任中东军总司令，北非的各路英军组成第8军团，孔令汉将军任司令。丘吉尔下了狠心，一定要在短期内击溃隆美尔的非洲军，他向北非运送了大批增援，甚至将远东问题也暂时搁在一旁。
1941年11月18日，英军在第8军团司令孔令汉将军指挥下，发动攻势。困守孤城的多布鲁克守军也从海上获得增援，准备里应外合，击破德军围困。双方兵力如下：英军由4个战车团增加到14个，摩托化步兵师由1个增加到4个，空军有700架飞机，占绝对优势，坦克有710辆，不包括在预备位置和运送途中的500辆，投入总兵力11.8万人。德、意方面的情况是：德军非洲军也已升格为非洲军团，隆美尔为司令。但他几乎没有获得什么补充，仍是4个战车团，分属第21装甲师（由第5轻快师改称）、第15装甲师，他将一些独立的炮兵单位和步兵单位合并成一个“非洲师”（以后改称第90轻快师），还有6个意大利师，各种飞机320架，坦克320辆，共投入兵力11.9万人，他除了拥有一个机动火炮群的优势外，其他方面均处劣势。
隆美尔正准备向多布鲁克发动进攻时，孔令汉抢先发动了攻势，这是一场结果都出乎双方意料之外的混战。起初隆美尔认为这是英军试探虚实的“威力搜索”行动。当英军新西兰第2师越过古代贩卖奴隶的阿卜德小道，向北逼近卡普措小道时，隆美尔才醒悟过来，连忙派出第21、15两个主力装甲师，准备击溃之。11月21日，英军30军的第7装甲师，南非师，第22旅，前出到西迪拉杰格，向多布鲁克前进，城内英军向外突击也获相当进展。就在内外两支英军快要会师时，隆美尔当断，决定调回第21、15两个装甲师，先歼灭援救多布鲁克的英军。11月22日、23日，双方在西迪拉杰格展开坦克会战。德军经验老到，技高一筹，在付出较高的代价后，德军重新主宰了战场，英军第7装甲师在编坦克几乎全被歼灭，残部开始退却。
但隆美尔过高估计了胜利对英军的心理影响，另一方面，他不愿稳扎稳打一口一口地吃掉对手，宁愿冒险在短时间内将对方“一锅端”。在西迪拉杰格作战胜利后第二天，即11月24日，隆美尔放弃即将到手的主战场的胜利，亲率第21装甲师和全部机动兵力，向英军后方塞卢姆攻击前进。这就是后世史家褒贬不一的“隆美尔冲刺”。这一招在孔令汉身上产生了效果，他感到大势已去，正准备下令全面撤退。就在这时，奥钦烈克赶到前线，他认为隆美尔向英军后方的“冲刺”亳无价值，不必理会，他派里奇将军从已丧失斗志的孔令汉手中接过第8军团指挥权，命令新西兰第2师按原计划向多布鲁克推进，并于11月6日突破德军围困线，和守军会师。
这时双方主攻部队互相进到对方的后方，谁有力量把攻击持续下去，谁就获得最后胜利。隆美尔不顾多布鲁克方面的严重危机，一意孤行地在塞卢姆采取强硬行动，结果因情况不明迭遭挫折。11月27日，隆美尔终于抛开塞卢姆回师东向，企图将英军主力新西兰第2师歼灭在多布鲁克城外。激战至12月1日，英军新西兰第2师、第7装甲师、南非第1旅都奋力突围而去，多布鲁克再次陷于孤立。表面上隆美尔取得了胜利，但这时隆美尔已丧失制空权，他的战斗机群无法提供空中保护，汽油也快用尽，他做了正确的选择，主动退出昔兰尼加，在布雷加港开始集结力量，准备反扑。这次会战德、意方面损失3.3万人，其中1.3万名德军；英军损失1.8万人。
隆美尔退到布雷加港后，缩短了后方交通线，在12月里，凯塞林第2航空军团从俄国前线调到地中海方面，德国空军持续袭击了马耳他岛，这是英军在地中海最重要的海空军基地。英国地中海舰队受到严重打击，其航空母舰“皇家方舟号”、战列舰“巴汉号”以及两艘巡洋舰、一艘驱逐舰、两艘潜水艇被击沉。在1942年1月，轴心国在地中海没有一艘运输船被击沉。在意大利舰队护航下，大量的汽油、弹药运到隆美尔手里，他还得到4个坦克连的加强。与此相反，英军的陆上交通线已变长，运输变得困难起来。非洲军团的情报部门向隆美尔指出：目前德军略占优势，尔后会变成均势，再过后则英军占据优势，因为英国全力来争北非，英军人员和物质补给的数量将大大超过德、意部队。于是，隆美尔决定先发制人，在英军还没恢复强大之前摧毁之。
1942年1月20日夜晚，德军放火烧了布雷加港的村镇和港口的一支货船队，造成继续撤退的假象。1月21日下午，假扮成卡车的坦克群突然揭去伪装，迅速发起迂回英军的进攻，里奇的第8军团猝不及防，仓皇后撤。这时隆美尔要应付两个方面的敌人，一个是英军，一个是自己的盟友意大利人，意军参谋总长卡伐里罗为阻止隆美尔的进攻，剥夺了他调动意军第10、21军的权利。隆美尔仍然率德军实施追击，他先向西虚晃一枪，骗过里奇，然后迅速向东疾进，占领班加西，俘敌4000人。这一战使隆美尔由中将晋升为上将。当隆美尔凯旋进入班加西时，他才接到墨索里尼允许他向班加西进攻的电报。2月6日，隆美尔的非洲军团在加查拉一线停止了追击，准备下一轮进攻。
德意军在非洲的胜利，反使得德、意统帅部有点不知所措，在下一步进攻马耳他岛还是埃及的目标上举棋不定。马耳他岛被称做“地中海的踏脚石”，是英国控制地中海交通航线的重要海空基地，对该岛的控制直接决定北非战场的胜负。德国雷德尔海军元帅，空军凯塞林元帅，意军参谋总长卡伐里罗都认为必须占领马耳他，才能保障继续向埃及进军，实现占领开罗和苏伊士运河的目标。在1942年2月里，希特勒同意了这个方案，4月2日起，凯塞林元帅指挥德意两国空军联合实施攻击，对该岛进行了一个月的轰炸，使英国在该岛的海、陆、空三军处于瘫痪的边缘，为第二阶段陆军登陆作战创造了条件。后来隆美尔能够顺利向阿拉曼进军，也得益于这次轰炸。
就在凯塞林准备实施登陆，甚至隆美尔准备率所属非洲军团主力登陆时，希特勒和墨索里尼于4月29日，在希特勒的山间别墅会晤，讨论未来地中海作战目标问题。意大利人虽然明白要把英军赶出中东必须占领马耳他，但又明确表示在今后3个月内因准备不充分，不能加入作战。这样一来，德国人孤掌难鸣。两国首脑讨论后决定：1.隆美尔于5月底发动进攻，如可能攻取多布鲁克，就前进到埃及边境一线为止，然后作战目标转向马耳他；2.至迟在6月中旬或7月的月圆时，发动代号为“大力神”的马耳他登陆作战，一旦得手后，德、意部队再继续向埃及尼罗河地区推进。
希、墨会晤的决定产生了较大麻烦，因为登陆作战要求空军同陆军在时间配合上紧密衔接，现在登陆时间推延到6、7月，那么凯塞林在4月发起的对马耳他岛的大规模轰炸，就进行得太早了。到发起登陆作战时，空中打击必须从头再来一遍（事实上到了6、7月，德军正开始大举进攻高加索和斯大林格勒，凯塞林的空军已转向苏德战场），这期间，马耳他岛的英国海空军已渐渐恢复了元气，对北非战场上德、意军队的压力日益加重。所以，凯塞林对马岛的攻击算是半途而废了。马耳他岛军事基地又死灰复燃，这就必然最终威胁隆美尔非洲军团在北非的生存，以后又迫使隆美尔不得不在对自己极为不利的情况下，仍作孤注一掷的进攻，因为不进攻就等于坐以待毙，失败只是时间的迟早而已。以后事实证明，正是马耳他的英国海空军切断了北非军团的地中海生命线，最终使德、意军队在北非遭到灭顶之灾。没有夺取马耳他岛，是第二次世界大战中希特勒所犯的最严重的错误之一。
早在3月，隆美尔就向希特勒和墨索里尼明确表示，如果6月不能发动对马耳他的进攻，他就要在5月底发动新一轮攻势，因为时间不能再等了。5月26日，隆美尔向英军加查拉发动打击，双方兵力兵器如下：德军3个师，意大利军6个师，德意两军坦克共560辆，飞机530架；英军6个师，坦克1270辆，飞机600架。在火炮方面，英军也占3：2的优势，但英军将火炮平均分配给各师使用，而隆美尔却集中编组成一个火炮大单位，供机动使用。就后勤保障而言，轴心国暂时控制着地中海交通运输线，但燃料弹药经海运后，又要经过较长的陆上运输始能到达前线，运输途中燃料消耗颇大。
隆美尔的进攻计划较简单，他以意大利两个步兵军在北面近海岸的正面佯攻，他亲率非洲军和意大利军的几个装甲师组成真正的攻击部队，绕过加查拉防线的最南端，然后向北面进攻英军加查拉防线后方，进至海岸公路以切断对方退路，然后乘胜攻取多布鲁克。
5月26日下午2点，意大利步兵军正面佯攻开始，同时德军也将两个坦克团投入正面，下午将坦克部队悉数撤出，加入隆美尔的攻击部队。为欺敌和掩护坦克撤出，又在加查拉正面进攻的步兵后面，用许多卡车装上飞机螺旋桨在沙漠上来回开动，旋转的螺旋桨扬起漫天沙尘，给对手一种坦克部队正在增援上来的假象。而当月亮升起时，“隆美尔纵队”由10000多辆各种战斗、运输车辆组成的“长蛇”已向南“游动”，绕过英军防线最南端的比尔哈克门据点，折向北方，向加查拉防线后方攻击前进。但以后三天一直受阻，在28日、29日两天里“隆美尔纵队”的情况简直到了毁灭的边缘。由于意大利正面佯攻不力，英军得以把坦克部队迅速从正面调来对付它，英军使用的是美国人援助的威力很大的“格兰特”坦克，将隆美尔的补给车队冲得四下逃散，非洲军团指挥部差点给打掉，隆美尔本人也差点当了俘虏。
度过危机后，隆美尔在“锅底型”地带建立了一个防御阵地，这时英军第8军团司令违反了奥钦烈克将军一再对他的嘱咐：不要分散使用坦克部队。里奇分批将坦克部队投入“锅底”周围的进攻，且在白天将重坦克投入战场，从而成为德军炮兵的绝好目标。里奇的战术错误导致了英军的攻击失败。隆美尔巧妙地实施防御战术，把英军逐次投入的坦克群一口一口地吃掉，等实力消耗殆尽，隆美尔从“锅底”冲出。为消除战场补给线的隐患，从6月2日起，隆美尔开始围攻比尔哈克门，遭到法国第1旅守军异乎寻常的顽强抵抗。隆美尔经过10天从地面到空中的猛烈攻击，才在6月11日占领比尔哈克门。
当隆美尔被困在“锅底”地带遭受英军攻击时，他的形势相当恶化，表面上他绕过加查拉防线，突进到英军后方，实际上他已陷入重围。5月底，英国一家新闻机构报道：“隆美尔已钻进猎套，被牢牢地套住，这头狐狸的尾巴尚在摆动。”这种说法一点也不过分，他和其他部队的无线电通讯已中断，几天后才恢复，司令部也被英军坦克冲散，他属下几个意军坦克师也很滑头，两天里不知躲在哪里，部队里谣言四起：“非洲军被包围了”、“英国兵缴获了我们全部给养”、“英军包围了我们并占领了德尔那”、“隆美尔、奈宁、克鲁威尔都死了”等等。失去联系的德国空军向隆美尔地面部队乱扔炸弹，互相残杀，一片混乱，非洲军军长、能征惯战的克鲁威尔将军在5月29日，因座机被击落被英军生俘。但是里奇反应迟缓，没有利用这一瞬息即逝的机会，他掌握的几百辆机动坦克都无所事事，最终让隆美尔缓过劲来。
攻占了比尔哈克门之后，隆美尔重新掌握了战场主动权。接着他又打了两场漂亮的坦克战，歼灭140辆英军坦克，英军在战场上只剩下70辆坦克了。6月13日，非洲军团攻占加查拉防线后方重要据点骑士桥，里奇第二天仓皇溃退，加查拉防线遂告崩溃，隆美尔乘胜冲向海岸，赢得了加查拉会战的胜利，英军第8军团虽然已溃不成军，但主力没有被合围。
英军中东军司令奥钦烈克指示里奇将兵力布置在多布鲁克－阿德姆之线，以尽可能多的兵力坚守阿德姆阵地，这是守住多布鲁克的关键。隆美尔也看到了这一关键点，6月16日，集中起全部兵力围攻阿德姆。是夜，在里奇同意下，阿德姆守军突围而遁，从而决定了多布鲁克的命运。6月18日，德、意部队团团围住多布鲁克。6月20日，非洲军团在优势火力和组织严密的陆空协同进攻下，突入多布鲁克。当晚，英军多布鲁克要塞司令克洛普将军在坚守和突围之间犹豫不决，丧失了时机。6月21日，非洲军团攻克多布鲁克，英军司令克洛普以下35000名官兵投降。德军俘获大量军用物资，隆美尔因此战胜利晋升为元帅。英国首相丘吉尔后来承认多布鲁克的陷落是他一生中最大的打击之一，他还以盎格鲁撒克逊人特有的气度在下院声称撇开战争的浩劫不论，隆美尔是一位了不起的军人。
根据希特勒和墨索里尼共同协商的规定，非洲军团打下多布鲁克后，即在埃及边境采取防御态势，所有飞机、船只都用于马耳他登陆战，等攻占该岛后，再向尼罗河进军。但隆美尔已被胜利冲昏头脑，认为应利用当前有利形势，一鼓作气拿下埃及，如果等到马耳他被攻占，就会丧失目前扩张战果的良机。所以，当他攻占多布鲁克几小时后，便发出向埃及境内继续发展攻势的命令。这天，凯塞林元帅飞抵非洲，他向隆美尔指出：没有空军的全力支援，就不能向埃及进军；如予全力支援，空军就不能支援攻打马耳他；如果拿不下马耳他，非洲军团的交通运输就会无法保障。凯塞林认为，唯一正确的途径是坚持原计划，把入侵埃及的时间推迟到拿下马耳他之后。隆美尔断然拒绝这一建议，他将趁热打铁的理由分别报告了希特勒和墨索里尼，希特勒对隆美尔的计划大为赞赏，他写信给墨索里尼说：“胜利女神在战场上只会出现一次，任何人若不将她抓住，则以后很难再想见她一面。”
尽管非洲军团的人员和坦克消耗极大，但6月23日晚上，士气高涨的德军前卫部队越过埃及边境，在一昼夜时间内，竟前进了100多英里，抵达马特鲁和西迪巴腊尼之间的海滨公路一线。6月26日下午，仅有44辆坦克的德军追击部队向据守马特鲁的优势超过自己数倍之英军发起进攻，隆美尔亲率第21装甲师的23辆坦克和600名疲惫不堪的士兵展开攻击。虽然英军各方面占有极大优势，仅英军第1装甲师就有159辆坦克（战后其将领也承认他们的兵力和装备足以将送上门来的非洲军团第21装甲师、第15装甲师和第90轻装师彻底歼灭），但已成惊弓之鸟的英军毫无斗志。奥钦烈克于6月25日，赶到前线并接过第8军团的指挥权，但他对在马特鲁打一场防御战信心不足，手下将领都生怕被包围，纷纷向富卡一线后撤，结果英军反遭惨败。6月29日，德军第90轻快师攻占马特鲁港。隆美尔的胜利实在有点幸运，假如他清楚双方的实力，也许就不会进攻，正因为他不知道自己的危险，却仍然大打出手，致使英国人毫不怀疑他的实力强大，一心只想赶紧摆脱他，隆美尔以无意识中的虚张声势赢得了一次辉煌的胜利。6月30日，隆美尔的非洲军团开始向英军阿拉曼防线发起冲击，似乎只要再向前跨一步，就可以踏进埃及首都开罗。