Zrakoplovi su korišteni za izviđanje, kao lovci, bombarderi i zemaljska podrška, a svaka je uloga bila znatno unaprijeđena.Inovacije su uključivale zračni transport (mogućnost brzog premještanja ograničenih zaliha visokog prioriteta, opreme i osoblja);i strateškog bombardiranja (bombardiranje neprijateljskih industrijskih i naseljenih centara kako bi se uništila sposobnost neprijatelja da vodi rat).Korištenje mlaznih zrakoplova bilo je pionirsko i, iako je kasno uvođenje značilo da je imalo mali utjecaj, dovelo je do toga da su mlazni zrakoplovi postali standard u zračnim snagama diljem svijeta.Napredak je postignut u gotovo svakom aspektu pomorskog ratovanja, ponajviše s nosačima zrakoplova i podmornicama.Iako je zrakoplovno ratovanje imalo relativno malo uspjeha na početku rata, akcije u Tarantu, Pearl Harboru i Coral Seau uspostavile su nosač kao dominantni kapitalni brod umjesto bojnog broda.Podmornice, koje su se tijekom Prvog svjetskog rata pokazale kao učinkovito oružje, sve su strane predviđale kao važne u Drugom.Britanci su se usredotočili na razvoj protupodmorničkog oružja i taktike, kao što su sonar i konvoji, dok se Njemačka usredotočila na poboljšanje svojih ofenzivnih sposobnosti, s projektima kao što su podmornica tipa VII i taktika vučjeg čopora.Postupno, poboljšanje savezničkih tehnologija kao što su Leigh light, hedgehog, squid i torpeda za samonavođenje pokazalo se pobjedničkim nad njemačkim podmornicama.Ratovanje na kopnu promijenilo se od statičnih linija bojišnice rovovskog ratovanja Prvog svjetskog rata , koje se oslanjalo na poboljšano topništvo koje je nadmašivalo brzinu i pješaštva i konjice, do povećane mobilnosti i kombiniranog naoružanja.Tenk, koji se u Prvom svjetskom ratu uglavnom koristio za potporu pješaštvu, evoluirao je u osnovno oružje.Većina velikih zaraćenih strana pokušala je riješiti probleme složenosti i sigurnosti koji su bili uključeni u korištenje velikih šifrarnika za kriptografiju projektiranjem strojeva za šifriranje, od kojih je najpoznatiji njemački stroj Enigma.Razvoj SIGINT-a (intelligence signala) i kriptoanalize omogućio je suprotstavljanje procesu dešifriranja.Ostala tehnološka i inženjerska dostignuća postignuta tijekom ili kao rezultat rata uključuju prva programibilna računala na svijetu (Z3, Colossus i ENIAC), navođene projektile i moderne rakete, razvoj nuklearnog oružja Projekta Manhattan, operacijsko istraživanje i razvoj umjetnih luka i naftovoda ispod La Manchea.Penicilin je prvi put masovno proizveden i korišten tijekom rata.