アジアでは、1937年7月7日の蘆溝橋事件以降、日中間の戦争状態が続いていた。日本は阿部信行内閣当時、ヨーロッパの戦争への不介入方針を掲げたが、同内閣総辞職後、松岡洋右ら親独派が中心に1940年9月、日独伊三国軍事同盟を締結し、枢軸国側に立つ事になった。1941年12月8日(JST)、日本海軍機がハワイの真珠湾を攻撃した事で、日本とアメリカ合衆国が参戦。12月9日には中華民国が宣戦布告し、太平洋戦争（大東亜戦争）が始まる。さらに12月11日にはドイツ・イタリアがアメリカに宣戦布告。戦争は世界的規模で戦われるようになった。
1942年中盤までは、枢軸国が有利だった。ドイツ軍はヨーロッパの大半及び北アフリカの一部を占領。大西洋ではドイツ海軍の潜水艦・Uボートが連合軍の輸送船団を攻撃していた。日本軍も東南アジアから中部大平洋の島々を広範囲に占領し、日本海軍機動部隊はインド洋でも交戦した。しかし、1942年6月のミッドウェー海戦で日本海軍がアメリカ海軍に敗北。1943年2月にはスターリングラードでドイツ第6軍が敗北。以降は連合国側が優勢に転じ、同年5月、北アフリカのドイツ・イタリア両軍が敗北。7月にはイタリアが連合国に降伏。アメリカ・イギリスの大型戦略爆撃機によるドイツ本土空襲も激しくなる。さらに1944年6月、フランスに連合軍が上陸し、東からはソ連軍が攻勢を強めていった。
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太平洋では日本は占領していた島々をアメリカ軍に攻撃され、1944年7月にはマリアナ諸島のサイパン島がアメリカ軍に占領された。これにより、日本本土の大半はアメリカ軍の新型戦略爆撃機B-29の行動範囲内に含まれ、首都東京は同年11月から空襲の被害を受けるようになった。
1945年になると連合軍が東西からドイツ本土へ侵攻。同年4月30日、ナチスの指導者アドルフ・ヒトラーの自殺。5月2日のソ連軍によるベルリン占領を経て5月8日、ドイツが連合国に降伏。日本はその後も戦い続けたが、同年6月にはアメリカ軍は沖縄を占領。8月6日に広島、8月9日には長崎に原子爆弾がB-29から投下された。さらに同日、ソ連が日ソ中立条約を破棄して参戦。中国北東部・満州や朝鮮半島北部、南樺太へ侵攻してきた。日本は1945年8月15日に降伏。日本の降伏をもって第二次世界大戦は終結した。