Le 6 juin 1944,  l'opération Overlord qui consiste à établir une tête de pont en Normandie est lancée.

Après les parachutages (Américains à Sainte Mère l'Eglise, Anglais au nord-Est de Caen), le débarquement   (opération Neptune) se déroule sur 5 zones: Utah et Omaha (débarquement à Omaha Beach - Diorama 60) (Américains), Gold, Juno et Sword (Britanniques et Canadiens). Le soir les troupes alliées ont investi les plages. La jonction des armées débarquées regroupant 16 divisions est effective le 12 juin.

Les Américains, se dirigeant vers l'ouest, atteignent Barneville, isolant les Allemands de leurs bases au nord du Cotentin et libérent le port de Cherbourg le 26 juin.
Appelée bataille des Haies, la progression US vers Saint Lô dans le bocage normand est très difficile

La bataille de Caen (7 juin-20 juillet 1944) (bataille de Caen - Diorama 61).  Les trois premières tentatives pour s'emparer de la ville de Caen par le général Montgomery sont des échecs. Les Anglais et les Canadiens prennent la rive gauche de l' Orne le 9 juillet (opération Charnwood) puis la rive droite le 20 juillet.
   Les fronts alliés ne progressent plus guère.

L'opération Cobra (opération Cobra - Diorama 59) et l'opération Spring  (opération Spring - Diorama 58) sont lancées conjointement le 25 juillet.
L'objectif  de l'opération Cobra est d'ouvrir une brèche dans le front allemand entre Périers et Saint Lô. Après d'intenses bombardements, la percée est effective, permettant aux Américains d'atteindre Avranches le 30 juillet et d'ouvrir l'accès à la Bretagne et au sud de la Normandie. Pendant ce temps, l'opération Anglo-Canadienne Spring fixe le gros des troupes allemandes au sud de Caen.

Mortain et la poche de Falaise: (Mortain et la poche de Falaise - Diorama 57) La contre-attaque allemande du 7 août vers Mortain pour isoler la 3e armée US échoue et la poche de Falaise est réduite (13-21 août). Une partie des troupes allemandes s'échappe par le goulot de Chambois, les autres sont encerclées.
La guerre de mouvement et la libération de la France sont relancées. 
Les Américains mettent en place le Red Ball Express afin de permettre un approvisionnement rapide des troupes du front (Le Red Ball Express) - Diorama 89)
 Le 13 septembre à Langres, la 2 e DB de Leclerc opère sa jonction avec la 1ère Armée de De Lattre de Tassigny