第二次世界大战于 1939 年 9 月 3 日爆发，英国和法国因德国入侵波兰而向纳粹德国宣战。英法联盟对波兰帮助甚微。1940 年 4 月，随着德国入侵丹麦和挪威，假战争达到了顶峰。1940 年 5 月，温斯顿·丘吉尔成为首相和联合政府首脑。随后，其他欧洲国家——比利时、 荷兰、卢森堡和法国——以及英国远征军的失败导致了敦刻尔克大撤退。从 1940 年 6 月起，英国及其帝国继续单独对抗德国。丘吉尔聘请工业界、科学家和工程师为政府和军队的战争工作提供建议和支持。由于英国皇家空军在不列颠之战中否认了德国空军的空中优势以及其海军力量的明显劣势，德国入侵英国的计划被阻止。随后，英国城市地区在 1940 年底和 1941 年初的闪电战中遭受猛烈轰炸。皇家海军在大西洋海战中试图封锁德国并保护商船。陆军在地中海和中东地区（包括北非和东非战役）以及巴尔干地区进行反击。丘吉尔于七月同意与苏联结盟，并开始向苏联运送物资。12 月，日本帝国几乎同时对东南亚和中太平洋发动进攻，包括袭击珍珠港的美国舰队，从而攻击英国和美国的领土。英美对日宣战，太平洋战争拉开帷幕。英国、美国和苏联组成了大联盟，英国和美国商定了欧洲第一的战争大战略。1942 年前六个月，英国及其盟国在亚太战争中遭受了许多灾难性的失败。1943 年，伯纳德·蒙哥马利将军领导的北非战役和随后的意大利战役最终取得了艰苦的胜利。英国军队在生产超级信号情报、对德国的战略轰炸和 1944 年 6 月的诺曼底登陆中发挥了重要作用。随后，与苏联、美国和其他盟国一起于 1945 年 5 月 8 日实现了欧洲的解放。大西洋战役是战争中持续时间最长的军事战役。在东南亚战区，东方舰队在印度洋实施打击。英国军队领导了缅甸战役，将日本赶出英国殖民地。这场战役在高峰时期动用了 100 万军队，主要来自英属印度，最终于 1945 年中期取得了成功。英国太平洋舰队参加了冲绳岛战役和对日本的最后一次海上打击。英国科学家为曼哈顿计划贡献了设计核武器的能力。日本于1945年8月15日宣布投降，并于1945年9月2日签署。