Fly ble brukt til rekognosering, som jagerfly, bombefly og bakkestøtte, og hver rolle ble avansert betydelig.Innovasjon inkluderte luftløft (evnen til raskt å flytte begrensede høyprioriterte forsyninger, utstyr og personell);og strategisk bombing (bombingen av fiendens industri- og befolkningssentre for å ødelegge fiendens evne til å føre krig).Bruken av jetflyet var banebrytende, og selv om sen introduksjon betydde at det hadde liten innvirkning, førte det til at jetfly ble standard i luftstyrker over hele verden.Det ble gjort fremskritt i nesten alle aspekter av marinekrigføring, spesielt med hangarskip og ubåter.Selv om luftfartskrigføring hadde relativt liten suksess ved starten av krigen, etablerte aksjoner ved Taranto, Pearl Harbor og Coral Sea transportøren som det dominerende hovedskipet i stedet for slagskipet.Ubåter, som hadde vist seg å være et effektivt våpen under første verdenskrig, ble av alle sider forventet å være viktige i den andre.Britene fokuserte utviklingen på anti-ubåtvåpen og taktikk, som ekkolodd og konvoier, mens Tyskland fokuserte på å forbedre sin offensive evne, med design som Type VII-ubåten og ulvepakningstaktikker.Gradvis viste forbedring av allierte teknologier som Leigh light, pinnsvin, blekksprut og homingtorpedoer seg seirende over de tyske ubåtene.Landkrigføring endret seg fra de statiske frontlinjene for skyttergravskrigføring fra første verdenskrig , som hadde vært avhengig av forbedret artilleri som overgikk hastigheten til både infanteri og kavaleri, til økt mobilitet og kombinerte våpen.Tanken, som hovedsakelig hadde blitt brukt til infanteristøtte i første verdenskrig, hadde utviklet seg til det primære våpenet.De fleste store krigførende forsøkte å løse problemene med kompleksitet og sikkerhet involvert i å bruke store kodebøker for kryptografi ved å designe chiffermaskiner, den mest kjente var den tyske Enigma-maskinen.Utvikling av SIGINT (signalintelligens) og kryptoanalyse muliggjorde motprosessen med dekryptering.Andre teknologiske og tekniske bragder oppnådd under, eller som et resultat av, krigen inkluderer verdens første programmerbare datamaskiner (Z3, Colossus og ENIAC), guidede missiler og moderne raketter, Manhattan-prosjektets utvikling av atomvåpen, operasjonsforskning og utvikling av kunstige havner og oljerørledninger under Den engelske kanal.Penicillin ble først masseprodusert og brukt under krigen.