1944年6月30日，德军集中所有炮火，全力炮击112高地，在猛烈炮击下，英军难以坚守，只好放弃112高地撤到奥登河岸边。德军虽夺回了112高地。但一直在盟国空军的猛烈打击下，无法集中使用装甲部队，也就发挥不出装甲部队巨大的突击威力，一般只能使用200名步兵和15—20辆坦克组成小型战斗群进行短促出击，难以取得胜利，加上几天来坦克损失约100辆，又得不到补充，隆美尔为确保卡昂，只好放弃外围一些阵地，将全部900辆坦克中的700辆部署于卡昂近郊。盟军在占领卡卢克机场后，再无力推进，双方陷入对峙。
1944年6月29日，隆美尔和龙德施泰特晋见希特勒，汇报了当前的战局。希特勒对此大为不满，调整了德军西线高层指挥人事，以克卢格元帅取代龙德施泰特任西线总司令，埃伯巴赫取代冯·施韦彭格指挥西线装甲部队，并将所部改称第5坦克集团军，以党卫军上将豪瑟接替刚刚病故的多尔曼上将任第7集团军司令。
盟军反攻
1944年7月1日，盟军宣布“霸王”登陆作战中的海军作战即“海王”作战胜利结束。随即撤销东、西特混舰队的番号，所属舰艇一部分被调往地中海和太平洋。盟军又在诺曼地新设立两个海军基地司令部，一个在瑟堡，一个在朱诺海滩的人工港，具体负责指挥调度人员、物资的运输和卸载。
到七月初，盟军已上陆25个师，其中13个美国师，11个英国师，1个加拿大师，共100万人，56.7万吨物资，17.2万部车辆。盟军仍觉得登陆滩头太狭窄，便继续扩大登陆场。美军为保障日后能展开大规模的装甲部队，取得有利的进攻出发阵地，美军第1集团军在攻占瑟堡后马不停蹄立即挥师南下。
1944年7月3日，盟军集中14个师的兵力，向登陆场正面德军约7个师发动猛攻。因前进的道路上是大片沼泽和诺曼底地区特有的树篱地形，易守难攻，加上天气不佳空军也无法出动，所以进展缓慢，在五天里才前进6.4公里，而伤亡高达5000人。接下来足足经七天的浴血奋战，又付出5000人的伤亡才推进4.8公里。伤亡如此之大，主要是前进的道路两侧都是沼泽，只能展开1个师的兵力，在遍布地雷、障碍物的道路上粉碎德军的顽抗步步推进。
美军登陆
1944年7月6日，直属盟军最高司令部指挥的具有极强机动力和突击力的美军第3集团军，在骁勇善战的巴顿率领下，踏上欧洲大陆。
1944年7月9日，德军党卫军装甲教导师被调到维尔河地区，抗击美军的攻势，尽管该师全力奋战，仍阻止不了美军的推进。
1944年7月11日，西线美军向诺曼底地区重要的交通枢纽圣洛发动钳形攻击，但德军依托预先构筑的工事拼死抵抗，美军的攻击未能如愿。于是美军停止攻击，整顿部队，补充弹药，准备第二轮进攻。而德军人员、装备、弹药所剩无几，又得不到补充，已是山穷水尽。在美军随后发起的第二轮进攻中终于不支，圣洛于1944年7月18日被美军攻占。在圣洛战斗中德军在诺曼底地区重要的前线指挥第84军军长马克斯中将阵亡。美军为夺取圣洛也付出了近4万人伤亡的高昂代价。随着圣洛的失守，德军在诺曼底地区防线被盟军分割为两段，局面更为被动不利。
与此同时，东线的英军对卡昂发动第二轮攻势。1944年7月7日，盟军出动460架次重轰炸机，对德军阵地进行密集轰炸，在四十分钟里投弹达2500吨。1944年7月8日，英军2个师和加军1个师在海军舰炮火力支援下，向卡昂实施向心突击。不料空军的猛烈轰炸虽给德军造成了惨重伤亡，却也造成了遍地瓦砾废墟，其损坏程度甚至严重影响了己方地面部队的推进，因此英军于1944年7月10日才占领卡昂。
全面登陆
在随后的一周里，盟军一边补充兵力物资，一边不断向正面德军施加压力，使其无法重新调整部署。1944年7月18日，为进一步将登陆场扩大到奥恩河至迪沃河之间，英军继续由卡昂向东南推进，为配合英军的进攻，盟国空军实施了更猛烈的航空火力准备，共出动1700架次重轰炸机和400架次中轰炸机，投弹达1.2万吨，并吸取对卡昂轰炸的教训，炸弹都改用瞬发引信，以减少对道路的破坏。德军也改变战术，采取纵深梯次防御，大量使用88mm高射炮平射坦克，并在有利地形不断组织反冲击，使英军伤亡很大，坦克损失达150辆，进攻被迫停止。尽管英军的进攻没有取得进展，但在整个战场上，盟军已到达冈城——考蒙——圣洛——莱索一线，形成正面宽150公里，纵深15—35公里的登陆场，建立并巩固了战略性质的桥头堡，完成了大规模地面总攻的准备，夺得了供大规模装甲部队展开的进攻出发阵地，为收复西欧奠定了坚实的基础。至此，诺曼底登陆战役胜利结束。
此役，盟军共伤亡12.2万人，其中美军7.3万人。海军损失1艘战列舰，3艘巡洋舰，8艘驱逐舰，3艘护卫舰和48艘其他舰船。德军伤亡7.3万人，被俘4.1万人，共损失11.4万人。
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