Mặc dù có nhiều ý kiến khác nhau, nhưng chiến tranh thế giới thứ hai thường được coi là bắt đầu khi Đức phát động cuộc xâm lược Ba Lan vào ngày 1 tháng 9 năm 1939, tiếp nối là việc cả Vương quốc Anh lẫn Pháp tuyên chiến với Đức 2 ngày sau đó. Kể từ cuối năm 1939 cho tới đầu năm 1941, thông qua một loạt chiến dịch quân sự và hiệp ước, Đức đã chinh phục hoặc kiểm soát phần lớn lục địa châu Âu, đồng thời thành lập liên minh phe Trục với Ý và Nhật Bản cũng như với một số nước khác sau đó. Theo Hiệp ước Molotov – Ribbentrop được ký kết vào tháng 8 năm 1939, Đức và Liên Xô tạm thời hòa hoãn với nhau thông qua việc phân chia vùng ảnh hưởng tại các nước Đông Âu bao gồm Ba Lan, Phần Lan, Romania và các nước Baltic. Sau khi các chiến dịch tại Bắc Phi và Đông Phi bắt đầu và Pháp thất thủ giữa năm 1940, chiến tranh vẫn tiếp diễn chủ yếu giữa các cường quốc Trục châu Âu và Đế quốc Anh, với chiến sự tại Balkan, Trận không chiến nước Anh (Blitz) và Trận chiến Đại Tây Dương. Vào ngày 22 tháng 6 năm 1941, Đức dẫn đầu các nước Phe Trục châu Âu tiến hành xâm lược Liên Xô, mở ra Mặt trận phía Đông. Là chiến trường trên bộ lớn nhất trong lịch sử, cuộc chiến với Liên Xô đã khiến quân đội phe Trục, mà chủ yếu là Wehrmacht của Đức, sa lầy trong một cuộc chiến tiêu hao.

Với tham vọng thống trị châu Á và Thái Bình Dương, Nhật Bản đã gây chiến với Trung Hoa Dân Quốc vào năm 1937. Vào tháng 12 năm 1941, Nhật Bản tiến hành tấn công gần như cùng lúc các lãnh thổ của Hoa Kỳ và Anh tại Đông Nam Á và Trung Thái Bình Dương, bao gồm cả cuộc tấn công nhằm vào hạm đội Mỹ đóng tại Trân Châu Cảng. Sau khi Hoa Kỳ lẫn Anh tuyên chiến với Nhật Bản, các nước phe Trục Châu Âu tuyên chiến với Hoa Kỳ theo cam kết trong hiệp ước liên minh. Nhật Bản nhanh chóng làm chủ phần lớn Tây Thái Bình Dương, nhưng bước tiến của họ đã bị chặn đứng sau khi để thua trận Midway quan trọng vào năm 1942. Không lâu sau đó, Đức và Ý bị đánh bật khỏi Bắc Phi và phải hứng chịu thất bại quyết định tại Stalingrad trước Liên Xô. Những thất bại then chốt trong năm 1943 – bao gồm một loạt thất bại của Đức trên Mặt trận phía Đông, cuộc xâm lược đảo Sicilia và lục địa Ý của Đồng Minh, cũng như cuộc tấn công của Đồng Minh ở Thái Bình Dương – đã khiến phe Trục đánh mất thế chủ động ​​và buộc phải rút lui chiến lược trên mọi mặt trận. Năm 1944, Đồng Minh phương Tây xâm lược nước Pháp do Đức chiếm đóng, trong khi Liên Xô giành lại những lãnh thổ bị mất và đang trên đường tiến vào lãnh thổ Đức và các quốc gia Phe Trục khác. Trong suốt hai năm 1944 và 1945, chiến sự dần đảo chiều trên lục địa châu Á, trong khi quân Đồng Minh làm tê liệt lực lượng Hải quân Nhật Bản và chiếm đóng đảo quan trọng ở phía Tây Thái Bình Dương.

Sau khi giải phóng các vùng lãnh thổ do Đức chiếm đóng, Đồng Minh phương Tây và Liên Xô tiến hành xâm lược nước Đức. Chiến tranh tại châu Âu kết thúc sau cái chết của Adolf Hitler, chỉ ít lâu trước khi Berlin thất thủ vào tay quân đội Liên Xô và Đức đầu hàng vô điều kiện vào ngày 8 tháng 5 năm 1945. Sau khi Tuyên bố Potsdam của Đồng Minh vào ngày 26 tháng 7 năm 1945 bị phía Nhật Bản khước từ, Hoa Kỳ đã thả hai quả bom nguyên tử đầu tiên xuống thành phố Hiroshima vào ngày 6 và Nagasaki vào ngày 9 tháng 8 năm 1945. Đối mặt trước một cuộc đổ bộ sắp xảy ra lên quần đảo Nhật Bản và việc Liên Xô tuyên chiến, tiến hành tấn công Mãn Châu vào ngày 9 tháng 8, Nhật Bản tuyên bố đầu hàng vô điều kiện vào ngày 15 tháng 8 năm 1945 và ký vào văn kiện đầu hàng chính thức vào ngày 2 tháng 9 năm 1945, ấn định chiến thắng toàn diện trên chiến trường Châu Á cho Phe Đồng Minh. Sau chiến tranh, cả Đức lẫn Nhật Bản bị chiếm đóng. Các tòa án tội ác chiến tranh được mở nhằm xét xử các nhà lãnh đạo Đức và Nhật Bản. Bất chấp tội ác chiến tranh được ghi nhận đầy đủ (chủ yếu gây ra ở Hy Lạp và Nam Tư), phần lớn các nhà lãnh đạo và tướng lĩnh Ý vẫn được ân xá nhờ vào các hoạt động ngoại giao.

Chiến tranh thế giới thứ hai thay đổi cục diện chính trị lẫn cấu trúc xã hội toàn cầu. Tổ chức Liên Hợp Quốc (LHQ) được thành lập nhằm thúc đẩy hợp tác quốc tế và ngăn chặn các cuộc xung đột trong tương lai. Các cường quốc chiến thắng, bao gồm Trung Quốc, Pháp, Liên Xô, Vương quốc Anh và Hoa Kỳ, trở thành thành viên thường trực của Hội đồng Bảo an Liên Hợp Quốc. Liên Xô và Hoa Kỳ nổi lên như hai siêu cường đối trọng nhau, tạo tiền đề cho Chiến tranh Lạnh kéo dài gần nửa thế kỷ. Trong bối cảnh châu Âu bị tàn phá, ảnh hưởng của các cường quốc suy yếu, khởi đầu quá trình phi thực dân hóa ở châu Phi và châu Á. Hầu hết các quốc gia có ngành công nghiệp bị thiệt hại đều hướng tới việc phục hồi và mở rộng kinh tế. Các quốc gia thực hiện những cải cách kinh tế - chính trị - xã hội quan trọng sau thế chiến. Sự hội nhập chính trị, đặc biệt là ở châu Âu, vốn bắt đầu như một nỗ lực ngăn chặn các hành động thù địch trong tương lai đã chấm dứt những mối thù địch trước chiến tranh và rèn luyện ý thức về bản sắc chung.