В то же время на направлении главного удара немецкие войска форсировали Маас. Танковая группа Клейста быстро продвинулась на запад и 21 мая достигла побережья Ла-Манша, отрезав 22 бельгийские и 28 англо-французских дивизий в районе Дюнкерка.
Попытки генерала М. Вейгана, сменившего Гамелена на посту главнокомандующего сухопутными войсками, остановить противника не удались. 28 мая бельгийская армия капитулировала, а окруженные англо-французские войска с большими потерями к 4 июня эвакуировались в Англию.
5 июня германские войска (130 дивизий) начали проведение операции «Рот» («Красная»). Группа армий «Б» перешла в наступление с рубежа реки Соммы в южном и юго-западном направлениях, а группа армий «А» нанесла удар в юго-восточном направлении с целью выхода в тыл линии Мажино. Сломив упорное сопротивление французских войск (71 дивизия), германские войска прорвались в глубь страны.
10 июня французское правительство перебралось из Парижа в Тур, откуда вскоре переехало в Бордо. Утром 14 июня 1940 года дивизии 18-й армии Георга фон Кюхлера вошли в Париж, объявленный открытым городом. Войска группы армий «А», обогнув поверженную столицу, развивали наступление на Лион.
11 июня премьер-министр Франции П. Рейно направил премьер-министру Великобритании Черчиллю просьбу освободить Францию от взаимных обязательств, согласно которым ни одна из сторон не могла без согласия другой заключать сепаратный мир. После того как 14 июня группа немецких армий «Ц» атаковала линию Мажино на узком участке фронта южнее Саарбрюккена и прорвала оборону французов, Великобритания признала неспособность союзника выполнять свои обязательства и 16 июня согласилась освободить от них Францию при условии, что французский военно-морской флот не будет передан Германии. Премьер-министр Рейно ушел в отставку, его место занял маршал Петен, который 17 июня запросил у Гитлера перемирия. Соглашение о перемирии было подписано 22 июня 1940 года в Компьенском лесу. По требованию Гитлера процедура подписания была проведена в том самом железнодорожном вагоне, в котором в 1918 году маршал Фош принимал германскую военную делегацию, приехавшую просить мира.
По условиям соглашения две трети территории Франции были оккупированы. Немцы заняли индустриальный север и все северное и западное побережье Франции, которое превратили в главную базу для борьбы против Великобритании. Французские армия и флот должны были быть разоружены и демобилизованы. Новое французское правительство обосновалось в Виши; главой государства стал Петен.