Im September 1940 eröffneten italienische Streitkräfte von ihrem libyschen Kolonialgebiet aus eine Offensive gegen das unter britischer Herrschaft stehende Ägypten. Eine Ende des Jahres begonnene Gegenoffensive führte die Briten bis Anfang Februar 1941 nach El Agheila an der Großen Syrte. Gleichzeitig gingen die italienischen Kolonien in Ostafrika an britische Truppen verloren. Der drohende Verlust Libyens und seines gesamten Kolonialreichs veranlasste Benito Mussolini, den Verbündeten Deutschland um militärische Hilfe zu ersuchen. Um die Schwächung der Achse Berlin-Rom durch eine Instabilität Italiens zu verhindern, sah sich Adolf Hitler gezwungen, der Bitte nachzukommen. Ein Sieg der Briten in Nordafrika und die Stärkung ihrer Stellung im Mittelmeerraum hätten eine britische Invasion in Italien und die Eröffnung einer neuen Front in Südeuropa zur Folge haben können.
Unter der Bedingung, dass auch italienische Verbände dem Oberbefehl von Generalleutnant Erwin Rommel unterstellt wurden, landeten am 11. Februar 1941 deutsche Truppen in Tripolis. Das Deutsche Afrikakorps begann Ende März bei Marsa el Bregha mit der Rückeroberung der Cyrenaica. Durch die erfolgreiche Taktik des mobilen Wüstenkriegs warfen Rommels Truppen überlegene britische Verbände über Benghasi und Derna 800 Kilometer zurück. Wegen Nachschubmangels stoppte der Vormarsch Mitte April bei der ägyptischen Grenzstadt Sollum. Den anschließenden Stellungskrieg an der libysch-ägyptischen Grenze beendeten britische Verbände am 18. November 1941 mit der Operation Crusader. Der britische Großangriff warf das Deutsche Afrikakorps bis Ende des Jahres 1941 auf seine Ausgangsstellung am Westrand der Cyrenaica zurück.
Durch massive Angriffe der nach Nordafrika verlegten Luftflotte 2 konnte Rommel im Januar 1942 die Initiative zurückgewinnen. Er nutzte den strategischen Vorteil zu einem Gegenangriff, der die in der Panzerarmee Afrika zusammengefassten deutsch-italienischen Verbände Ende Juni bis nach El Alamein 100 Kilometer vor Alexandria führte. Durch die wechselnden Offensiven hatte sich der Afrikafeldzug zu einem ausgesprochenen Bewegungskrieg entwickelt. Die Wüstenebenen eigneten sich besonders für weiträumige Operationen der Panzerwaffe über Hunderte von Kilometern - für die an die klimatischen Bedingungen der Wüste nicht gewöhnten deutschen Soldaten eine kräftezehrende Erfahrung. Bei bis zu 50 Grad Celsius am Tag und eisigen Temperaturen in der Nacht war ein großer Teil der Truppen im Krankenstand. Vier bis fünf Liter Wasser am Tag waren nötig, um den Substanzverlust in der Hitze auszugleichen.
Die Versorgung der Truppen mit Nahrungsmitteln, Treibstoff, Munition und Ausrüstung war jedoch aufgrund der gewaltigen Distanzen in Nordafrika kaum sichergestellt. Strategische Erfolge und Raumgewinne waren für beide Seiten stets mit versiegendem Nachschub aus ihren jeweiligen Versorgungsbasen in Libyen und Ägypten verbunden. Zudem fielen im Sommer 1942 rund zwei Drittel der deutsch-italienischen Nachschublieferungen den von Malta aus operierenden U-Booten und Flugzeugen der Briten zum Opfer.
Am erneut versiegenden Nachschub sowie an der Überlegenheit der gegnerischen Truppen scheiterte während der Schlacht um El Alamein im Sommer und Herbst 1942 der entscheidende Durchbruch durch die britische Verteidigungslinie zum Suez-Kanal. Eine am 2. November begonnene Gegenoffensive der britischen 8. Armee unter Bernard L. Montgomery zwang das Afrikakorps erneut zum rasanten Rückzug nach Libyen. Endgültig aussichtslos wurde die militärische Lage für die Achsenmächte, als über 100.000 amerikanische und britische Soldaten nach der Landung in Marokko und Algerien am 8. November 1942 eine zweite Front in ihrem Rücken eröffneten. Aufgrund der kritischen Situation an der Ostfront konnte nur unzureichende Verstärkung über Südfrankreich entsandt werden. Im südlichen Tunesien vereinigten sich die frischen Einheiten mit der zurückweichenden Panzerarmee Afrika, die Ende Januar 1943 Libyen aufgeben musste. Die Truppen standen im Frühjahr der doppelten Übermacht von einer halben Million alliierten Soldaten gegenüber. Zudem verfügten die Alliierten über die vierfache Anzahl von Panzern und über die uneingeschränkte Lufthoheit. Mit der Kapitulation der zur Heeresgruppe Afrika formierten deutsch-italienischen Verbände unter Rommels Nachfolger Generaloberst Hans-Jürgen von Arnim (1889-1962) bei Tunis endete am 13. Mai 1943 der Afrikafeldzug.
