西線的平靜終於被打破，1940年5月10日拂曉，德國空軍對荷蘭、比利時、盧森堡三個中立國發動進攻，法國的機場、交通樞紐、軍事設施、行政中心和工業目標也遭到了猛烈轟炸。武裝到牙齒的德國軍隊跨過邊境，雙方等了252天，西線戰役終於爆發。
這場戰役，德國累計參戰兵力141個師，包括10個裝甲師、4個摩托化師、2445輛坦克、3700架飛機，另外還有600架運輸機，75毫米以上口徑火炮7378門。英、法、荷、比盟軍147個師，兵力比德國多；3100輛坦克，也比德國多；3800架飛機，這還不包括英倫三島1000多架可提供支持的戰鬥機；75毫米口徑以上火炮14500門，幾乎是德國的兩倍。實際上，在西線戰役中，英、法、荷、比盟軍的力量是強過德國的，除了飛機占的優勢不大，坦克、火炮都佔有明顯優勢。但德軍的備戰非常充分，完成了各項作戰準備，而且在荷蘭和比利時實施了空降作戰和其他奇襲手段。五個集團軍從北海到莫澤爾河一線發起了進攻，沒有正式宣戰，德軍就侵入了比利時、荷蘭和盧森堡。盧森堡全國只有12名騎兵、400名步兵，德國一進攻，它就投降了，兩次世界大戰都是這樣。盧森堡是唯一經歷了兩次世界大戰，保持零死亡的國度，很有意思。
德國的裝甲部隊跟空軍密切協同，本來應該是大炮完成的工作，都由轟炸機來完成。德國空軍在戰役最初幾天就建立了空中優勢，奪取了制空權；地面部隊，特別是A集團軍群作戰地段內的部隊，機動性更強。德國最先發動進攻的是第18集團軍，目標是儘快佔領荷蘭。
英法聯軍認為，荷蘭的一線部隊起碼能頂上三四天，因為這個國家河道縱橫，機械化部隊推進不是很方便，但聯軍沒想過——河道上的橋樑一半已被德軍佔領，天塹變通途是非常容易的。德國不但出動地面裝甲師，空中也派出空降師，以佔領荷蘭的大橋，比如第7傘兵師便是第一批踏上荷蘭土地的德國兵。在幾座大橋的橋頭，猝不及防的荷蘭人都沒來得及炸橋，甚至有些碉堡內的守軍都沒來得及做出反應，德國傘兵就以教科書式的近乎完美的戰術動作，奪取了至關重要的橋樑和碉堡。
荷蘭人跟挪威人一樣，被打蒙了。他們沒想到敵人會從天而降，鹿特丹地區的荷蘭守軍甚至把驅逐艦開過來抵抗德國傘兵，結果被德國飛機炸掉了。就這樣，德軍佔領了馬斯河的莫爾迪克大橋、伐爾河的多德雷賀根大橋，以及鹿特丹市的威廉大橋。
德國傘兵部隊除了奪取橋樑之外，還企圖拿下海牙和周圍的機場，但這個行動遭到了失敗，因為機場抵抗得非常強烈，連德國第22空降師師部的飛機都被擊落。荷蘭人調來了飛機、坦克、大炮圍攻這些只有輕武器的德國傘兵，1500多名德國傘兵被逼無奈，只好投降。投降的德國兵被送到了英國，他們在英國一直待到戰爭結束。這幫人命不錯，從1940年就被俘，在戰俘營里待了五年，總算活了下來。
雖然德國傘兵付出了很大代價，但畢竟為他們的主力——裝甲部隊的會師提供了時間。5月10日戰爭爆發，5月12日下午，德國第9裝甲師偵察營在莫爾迪克大橋跟德國空降兵取得了聯繫，當晚，第9裝甲師和第7傘兵師的主力就會合了。荷蘭女王和政府只好匆忙轉移，當時法國援軍未到，荷蘭軍隊總司令溫克爾曼將軍對形勢又做出了非常糟糕的判斷，他覺得荷蘭已被盟友拋棄。所以，在荷蘭女王和內閣大臣坐上驅逐艦逃往英國之後，溫克爾曼就喪失了抵抗意志，下令荷蘭軍隊跟德國人談判。
雙方正在談判時，鹿特丹遭到了一場大轟炸，也有人說這是誤炸。不管怎樣，2.5萬多棟房屋被毀，上千人死亡。大轟炸嚇壞了這個西歐小國。自16世紀荷蘭從西班牙手裡獨立出來之後，還沒經歷過這麼慘烈的戰爭。整個荷蘭的抵抗意志崩潰，立刻投降。
荷蘭僅僅抵抗了五天便投降，在這場戰爭中，荷蘭士兵陣亡2100名，受傷2700人。在緊接著比利時、法國盟軍與德軍的戰鬥中，成千上萬的城市居民，由於害怕遭受鹿特丹般的命運而跑到路上，準備逃亡，逃亡又不知道去哪兒，沒有目的，像沒頭蒼蠅似的亂竄，結果嚴重阻礙了盟軍的前進。
好在比利時境內道路平坦，否則更不堪設想。跟法國人一樣，比利時人也修築了一系列堅固的要塞來防守，最堅固的就是位於阿爾伯特運河和馬斯河交界的艾本埃馬爾要塞。這裡有非常堅固的堡壘，配有兩門120毫米口徑火炮和多門75毫米口徑火炮，這些火炮都藏在堡壘深處，可以隨時伸出來向外射擊。這個堡壘的堅固程度，即使被500公斤的航彈直接命中，裡面的人也沒感覺。而那時航彈一般都是50公斤的，不像今天的飛機能帶那麼大的航彈。所以，他們可以在地面擋住任何進攻。沒想到，5月10日凌晨4時半，42架德國運輸機搭載空降兵，向艾本埃馬爾要塞發動了進攻，9架滑翔機組成的小分隊直撲要塞頂部。頂部是防禦最薄弱的地方，所有槍炮都對著平原。
德軍從天而降，僅有80人的小分隊向巨大的要塞發起了進攻，進攻要塞的戰術，德國人已經一遍又一遍地演練過，這次打要塞一切都跟演習時一模一樣。他們把炸藥塞進防守要塞的射擊口和其他能夠發現的所有要塞出口，射擊口被封鎖，裡面的機槍手被炸死，大炮也全完蛋。一小時之後，這座巨大的要塞就變成了一個瞎眼巨人，根本無法阻擋敵人的進攻。
實際上，比利時軍隊在要塞頂部布置了一些防空機槍，但德國滑翔機下落時悄然無聲，等守軍看清對手的時候已變得驚慌失措，根本來不及抵抗。即便德國的傘兵指揮官掉隊了，從滑翔機里衝出來的德國空降兵也在第一時間解決了比利時守軍薄弱的防空火力。德軍用25公斤、50公斤的空心裝葯炸彈，挨個兒摧毀要塞頂部的堡壘和炮塔，遇到觀察口和機槍射口，就扔進去1公斤重的炸藥包，要塞頂部的碉堡和一些次要目標相繼被破壞。德國傘兵以比利時的要塞碉堡作為臨時指揮部，抵抗比利時人的進攻。德國的轟炸機提供了火力支援，並且飛機空投彈藥箱。這樣，幾十名德國傘兵便壓制住了要塞內的一千多名比利時守軍。
要塞內的守軍不敢出來，因為他們不知道外面究竟有多少德國人，德國人用炸藥把各個碉堡出口都封死，守軍就要在裡面活活被困死。德軍以比利時的碉堡為防禦工事，擋住了比利時的援軍，直到德國裝甲兵跟傘兵會師。最後德軍以6人陣亡、18人負傷的代價，摧毀了被認為堅不可摧的艾本埃馬爾要塞，1200名比利時守軍在幾十名德國傘兵面前放下了武器。德國傘兵還佔領了阿爾波特運河上的幾座橋樑，比利時抵抗了18天之後宣布投降。
在入侵比利時的同時，德國軍隊也向法國發動了猛烈進攻。按照曼施坦因計畫，德軍穿過阿登山區發動進攻。5月12日，7個裝甲師到達了馬斯河附近的色當。馬斯河的這一段，水流湍急，河道狹窄，特別是在法、比邊界法國一側，河岸陡峭，是一條理想的軍事防線。法國軍隊在河岸上修了大量防空堡，有上百座炮台。為了這次行動，德國人進行了幾個月的嚴格訓練，他們非常清楚法國炮台的位置和每座炮台的大炮口徑。因此，法國這些防禦工事看似難以攻克，實則不然。
德國仍然是藉助空軍，使用斯圖卡轟炸機輪番對法國這些堡壘進行轟炸。堡壘能打擊對岸的敵人，但對空的火力很有限。防守馬斯河的法國軍隊不久便停止了抵抗，德國軍隊通過戰艇和架起的浮橋渡過了馬斯河。當第19裝甲軍軍長古德里安渡過馬斯河之後，他發現士兵們完全處於一種輕鬆的狀態中。他遇到手下的一個軍官，那個軍官跟他打招呼，還說禁止士兵們在馬斯河上如此愉快地渡船。
由此可見，這個戰役在德國人看來非常輕鬆。一開始，古德里安還有點緊張，覺得這些年輕的指揮官太過於樂觀，但此後事態的發展，使古德里安意識到，年輕軍官們對形勢的判斷是正確的。德國坦克隆隆地駛過橋面，很快就切斷了此處法國守軍的退路。法軍的反擊雖然十分猛烈，但為時已晚，而且他們配合得也非常差。雖然河邊的高地幾次易手，但一開始德國軍隊就掌控了整個戰局。法國動用了大批裝甲部隊以阻止德軍擴大橋頭堡，但法國坦克速度慢，燃料供應線太短，而且法軍坦克缺少無線電通信設備，所以短短几個小時，德國坦克就擊毀了50多輛法國坦克。這時候，盟國空軍趕來轟炸德軍，但德軍的防空炮火非常厲害，盟軍的大量戰鬥機被擊落。德軍一渡過馬斯河，裝甲部隊就在法國後方呈扇形展開，向西推進。
此時，隸屬於古德里安的第7裝甲師師長隆美爾將軍，還沒有施展拳腳的機會，他還只是個師長。他描繪了當時法軍的崩潰，說在戰壕里，在籬笆里，在公路旁的涵洞里，萬分恐懼的法國人和法國軍隊亂作一團，到處都是這樣的景象，軍人和平民都在逃命，到處都是丟棄的槍支、坦克、軍用卡車，以及因無法掙脫韁繩而糾纏