北非落入盟军之手后，轴心国在非洲只剩下最后一块地盘——与欧洲遥遥相望的突尼斯。鉴于突尼斯具有政治上和战略上的重要性，轴心国决定不惜任何代价扼守突尼斯，并制定了西地中海战略的新基础，即占领整个法国，在科西嘉岛登陆，并在突尼斯建立一个桥头堡。盟军登陆的当天中午，纳粹德国已迫使维希法国政府接受了它的建议：从西西里岛和撒丁岛提供空中支援，以抵抗盟军在北非登陆。由此，法国在突尼斯的机场全部对德国飞机开放。第二天，11月9日，德军南线总司令凯塞林元帅向突尼斯空投第5伞兵团及其他分队，抢在盟军之前占领了突尼斯城的欧韦奈机场，10日占领突尼斯比塞大的西迪艾哈迈德机场。11月11日晨，德军执行“阿提拉”计划，占领了法国的未沦陷区。同日，两个意大利师分别由撒丁岛和本土出发，在科西嘉岛登陆。11月27日，德军为夺取法国军舰，进攻法国南部的港口土伦。在土伦法国舰队司令让·德拉博德海军上将的命令下，土伦法国海军将其舰队的70余艘军舰以及60余艘运输舰、油船等凿沉。土伦法军被解除武装。
盟军占领摩洛哥和阿尔及利亚，获得重要的后方基地之后，迅速向突尼斯挺进。11月15日，北非登陆部队英国第1集团军在安德森中将的指挥下，追击德军进入突尼斯境内，占领突尼斯市西北部海岸城市泰拜尔盖。17日，在比塞大以西50公里处，盟军与德军首次在突尼斯交战。德军1.5万人的快速增援部队和大量飞机，挫败了英美联军迅速夺取突尼斯和比塞大的企图。至年底，盟军被迫撤至迈杰兹巴卜一线。至翌年春，由于暴雨不断，道路泥泞，盟军暂停在突尼斯的攻势。与此同时，蒙哥马利指挥的第8集团军也因等待补给而推迟了向突尼斯的挺进。轴心国乘机向非洲增派兵力，并规定突尼斯轴心国军队司令库尔特·冯·阿尼姆上将的首要任务是，保证隆美尔军队的道路通畅，进而两军配合，共同守住突尼斯。
到1943年2月初，轴心国在突尼斯的兵力总数约10万人，其中德军7.4万人，编成德意非洲集团军群（司令冯·阿尼姆上将），下辖德军第5装甲集团军和意大利第1集团军，共17个师（德国7个师、意大利10个师）另2个旅。轴心国军队的防区是以160公里长的一连串防卫哨所连接起来的一个总桥头堡。它由包括突尼斯和比塞大在内的两个环形阵地构成，从比塞大以西约32公里的海岸延伸到东海岸的昂菲达维尔，分为北、中、南3个防区，各由1个师防守。防守该桥头堡的德意兵力最后增至25万人以上。
1943年初，同盟国根据卡萨布兰卡会议作出的攻占突尼斯领土、结束非洲战役的决定，任命艾森豪威尔将军为盟军地中海最高统帅部司令；英国亚历山大将军任副总司令，负责地面作战指挥；英国空军中将阿瑟·特德任地中海战区盟军空军总司令；英国海军上将坎宁安任地中海盟军海军总司令。
参加突尼斯战役的盟军兵力是第18集团军群，亚历山大将军兼任司令，下辖英国第1、第8集团军和美国第2军，共18个师（12个英国师、4个美国师、2个法国师）另两个旅。由盟国地中海舰队（近百艘军舰）及3241架作战飞机支援作战。
1943年2月，隆美尔军队在英国第8集团军的追击下，退守突尼斯的马雷斯防线。第8集团军则开抵马雷斯以南数英里的梅德宁占领阵地。德军趁英军尚未立稳脚跟，于2月14日在卡塞林隘口打败美国第2军的部队。然后，在3月6至7日又袭击了梅德宁的英国第8集团军，结果被早有准备的英军打败，损失52辆坦克，被迫撤回防线。此后，隆美尔应召回国，冯·阿尼姆上将接任隆美尔的非洲集团军群司令一职。
1943年3月中旬，盟军恢复在突尼斯的攻势。根据亚历山大司令的仅作有限进攻、以转移英第8集团军当面德、意军的命令，3月17日，美军第2军（新任军长巴顿将军，后为布莱德雷将军）在航空火力准备和炮火准备之后转入进攻，20日，顺利楔入米克纳西地区，成功地牵制了德军第10装甲师。同日夜，英国第8集团军开始进攻突尼斯南面的门户——马雷斯防线，以便歼灭意大利第1集团军，同英国第1集团军会合。
马雷斯防线是驻突尼斯的法国军队于30年代末修建的防御工事。它东翼临海，西翼坐落在迈特马泰山，紧挨一片沙漠地，全长32公里，由几十个孤立的小地堡和一些坚固筑垒阵地构成。防守马雷斯防线的意大利集团军（司令梅塞将军）拥有6个师（2个德国师），约8万人。德军第15装甲师为预备队，拥有坦克150辆、火炮680门。
英国第8集团军进攻部队为3个军（第10、第30军和新西兰军），辖6个师（2个装甲师）另8个装甲旅，有坦克610辆、火炮1410门及22个空军中队支援作战。作战计划规定，第30军以3个步兵师由正面进攻防线东翼，在近海地区突破防线。此后，第10装甲军通过缺口实施突击。与此同时，新西兰军从西翼迂回迈特马泰山发动袭击，以威胁守军后方并牵制其后备力量。作战代号“拳击家”。
3月20日晚，英军右翼第30军在靠近海岸的狭窄沼泽地区首先发起强攻，仅在对方防线打开一个很浅的缺口。次日夜得到增援后，英军重新发动进攻，桥头堡稍有扩大。由于反坦克炮受沼泽地及地雷阻滞，未能跟进，英军前沿步兵阵地在没有充分支援的情况下被德军的反击所摧毁。战斗开始两天后，英军正面进攻失败，撤回出发阵地。鉴于初战失利，蒙哥马利改变原计划，将作战重点移到内陆侧翼。为此，英军第10军司令部及第1装甲师于23日夜穿越沙漠去增援受阻于普卢姆山峡的新西兰军。同时，印度第4师从梅德宁向内陆侧面挺进，加强对德、意军侧翼的威胁，并开辟另一条冲击线。新计划代号为“增压2号”。增援部队到达后，英军左翼即于26日下午4时在空中轰炸的掩护下发起闪电攻击。德、意军试图调动其预备部队阻挡英军左翼的猛烈进攻，但为时已晚。在被合围的威胁下，守军不得不向北撤往瓦迪阿卡里特。3月28日上午4时，英军完全占领马雷斯防线，通往突尼斯的道路被打通。
4月7日，英国第8集团军开始进攻退守瓦迪阿卡里特防区的意大利第1集团军，并于同日与美国第2军先头部队会师，将德、意军包围。轴心国军队放弃阵地继续北撤。4月13日，意大利第1集团军撤至轴心国在突尼斯的最后一道防线昂菲达维尔—蓬德法斯一线。至此，德、意非洲集团军群在突尼斯东北部只保留一个南北长130公里、东西宽60公里的桥头堡阵地。次日，英军第8集团军开抵昂菲达维尔防线。4月20日，盟军在突尼斯展开非洲战役最后阶段的进攻，从南面和西面向突尼斯和比塞大方向同时实施突击，占领了重要据点。5月6日，英国第1集团军在强大的航空兵火力支援下，在突尼斯西线对德国第5装甲集团军发动决定性进攻，突破德军防线，将其残部分割为两部。7日，盟军占领突尼斯市和比塞大，此后，继续向海边进军。轴心国部队撤入邦角半岛，因受到同盟国海军的海上封锁，德、意军既无法继续防御，也无法逃脱、5月12日，盟军歼灭轴心国残余部队，德、意军总司令冯·阿尼姆被俘。13日晨，意大利第1集团军投降，历时3年的北非作战全部结束。轴心国被俘的人数约27.5万人（一半以上是德军），被同盟国的飞机、水面舰艇和潜艇击沉的轴心国的舰艇达43.3万吨。盟军伤亡7万余人。
3年来，轴心国在非洲战场总计损失95万人，损失舰艇240万吨、飞机8000架、火炮6200门、坦克2500辆、车辆7万辆。同盟国伤亡约26万人，其中英军22万人、法军2万人、美军1.9万人。同盟国占领北非，从根本上改变了地中海的形势，为后来在意大利西西里岛登陆创造了良好条件。
4.盟军夺取地中海制海权
1942年上半年，地中海形势显然对英军不利。在地中海各条交通线上，轴心国掌握了制空权，英国舰队被挤在东部海域；6月，英国为解救马耳他岛而发起的“鱼叉”、“精力旺盛”护航运输行动也告失败，马耳他岛面临被占领的危险。轴心国海上运输线的改善，严重影响到英军在北非的地面作战。到6月底，隆美尔军队追击英军进入埃及，其空军占据的机场距亚历山大仅257公里。
1942年7月，英美两国政府就美国积极介入北非地中海战区的军事行动达成协议，制定了从海上攻入北非的“火炬”行动计划，以尽早占领整个非洲。同盟国占领非洲的全部地中海沿岸地区的主要目标，是建立海、空军基地网，赢得地中海的制海权，从而迫使意大利退出战争。而达到这一目标的前提是，保证地中海的己方海运畅通，并打击敌方补给线。两年来的作战已经证明，地中海之战由于远离双方本土，实际上是一场拼实力拼物质的海上补给战。该战以海、空控制权之争为标志，谁掌握制海权、制空权，谁就获胜。为此，英国与轴心国之间展开了一场决定性的争夺制海权的战争。
1942年春季，英国在地中海拥有各类舰艇61艘，其中战列舰1艘、航空母舰2艘、巡洋舰6艘、驱逐舰27艘、潜艇25艘，分编为3个舰队：驻亚历山大港的地中海舰队，驻马耳他岛的K舰队和驻直布罗陀的H舰队。
意大利总共拥有68艘舰艇，外加德国潜艇20艘。相比之下，英国的海军实力略为薄弱，主要表现在潜艇方面。但是意大利舰队没有航空母舰。
英国为保证其北非作战的胜利，开辟了3条交通线为它在埃及的部队提供补给。一条是快速护航船队绕道非洲的海运线，全程长达1.16万余海里；另一条是穿越中非，从塔科腊迪越过尼日利亚和法属赤道非洲到埃及的空运航线；还有一条是通过直布罗陀进入地中海的航线，尽管它航程较短（3097海里），但由于易遭受敌人的攻击，只有在特殊情况下才使用它。
北非轴心国地面部队的补给基地在意大利，向北非运送一次物资只需3天时间。而英国的主要海上运输却不得不绕道好望角，经马达加斯加岛抵达北非，每次航行需3个月。航程虽远，却安全可靠。1942年4月下半月至11月，从英国运抵印度洋各港口的兵员达33.7万人，其中运到中东的约20万人。
自从日本在太平洋和印度洋发动攻势以来，英国一直担心轴心国会在马达加斯加的迭戈—苏瓦雷斯兴建基地。因为从这个基地上，德国或日本的海、空军不仅可以威胁印度和南非，而且还可以打击驶往埃及的英国运输船队。马达加斯加是法国的殖民地，但长期以来英国一直不相信维希政府，尤其在法国将法属印度支那转让给日本之后，英国对维希政府更是失去了信任。为防止马达加斯加落入日本控制之下，英国决定对它发动一次两栖突击，占领迭戈—苏瓦雷斯港。行动代号为“铁甲舰”。
执行“铁甲舰”作战计划的舰艇包括“光辉”号和“无敌”号两艘航空母舰、“拉米伊”号战列舰、2艘巡洋舰、11艘驱逐舰、大批扫雷艇和驱潜快艇，以及15艘载运陆军的运输舰和攻击舰。其中重型舰只全来自H舰队。
1942年5月5日凌晨4时30分，英军第一批部队（第29旅）开始在马达加斯加岛东北部的科雷尔湾实施登陆。下午4时即占领迭戈—苏瓦雷斯城。第二批部队（第17旅）在安巴拉拉塔湾以南登陆，向东部安齐拉纳进军。第29旅先头部队在安齐拉纳以南3公里处受阻。5月6日晚8时，在第17旅的增援下，第29旅发起最后一次突击获得成功。与此同时，英国海军陆战队在法国守军后部实施突袭登陆。5月7日，法军投降。英军占领迭戈—苏瓦雷斯和安齐拉纳，全部伤亡不到400人。法国海军损失大部，其中包括3艘潜艇。4个月后，英军再次登陆马达加斯加，占领其西岸港口、马任加及首府塔那那利佛，以伤亡100余人的代价，完全控制了该岛。
其间，英国第8集团军已将隆美尔军队阻止在阿莱曼阵地前，并根据英国首相及内阁的指示，开始补充、整训部队，以迎击德军即将对阿莱曼的进攻，并准备最后的大规模反攻，消灭德、意军的有生力量，配合盟军的北非登陆行动。随着好望角航线的危险被消除，英国对中东的增援迅速得到加强，大批物资、兵力源源不断地运往北非。
1941年12月，希特勒给地中海战区德军下达指令，规定1942年的任务是：“取得意大利南部到北非之间的制空权和制海权，以保证通向利比亚和昔兰尼加海路的安全，尤其要压制马耳他……切断敌人经过地中海的交通线以及英国从图卜鲁克和马耳他实施的补给。”该指令同时任命凯塞林元帅为德军南线总司令。此外，德军统帅部将第2航空队派往西西里，旨在协同意大利舰队作战，加强对马耳他岛的攻击，对其实施海、空封锁。
为了夺取地中海的制海权和破坏轴心国的海上运输，同盟国开始向地中海区域调集庞大的海空军兵力。到1942年10月，英国在地中海的海军力量大大增长，其舰艇比半年前增加近1倍，总数达114艘，其中战列舰3艘、航空母舰4艘、巡洋舰14艘、驱逐舰63艘、潜艇30艘。而意大利的舰艇仅增加10艘，共计78艘，各类舰艇比半年前只增加2～3艘。
美国航空兵介入地中海战区，使英国能够充分利用航空母舰的战斗机支援海上作战，并为马耳他岛运送飞机。10月11日，德、意空军对马耳他岛发起猛烈攻势，企图一举消灭该岛的空军力量。但由于岛上空军力量大大加强（作战飞机从5月份的23架增加到9月份的169架），轴心国不得不于1周后放弃了这一企图。这时，德国海军的基本兵力已集中在大西洋和北极圈区域，对付同盟国的护航运输船队。在地中海战区，德军只留下15艘潜艇，1943年1月后，潜艇继续减少，轴心国主要依靠加强空军与同盟国对峙。但是，由于德国必须兼顾大西洋及东线战事，同盟国在地中海战区的空军增长速度要大大超过对方，到1943年初，盟军飞机已达3000架；轴心国仅有1700余架。