5月15日11點45分，荷蘭同德國的代表簽署了投降議定書，5天的荷蘭戰役至此畫上了一個句號。
進攻比利時的德軍地麵部隊在空降兵的配合下，在列日至那慕爾的馬斯河戰線以南的突破也獲得了成功。
5月10日淩晨4時，80名德軍乘滑翔機降落在埃本?埃馬爾要塞工事的頂部，以輕型炸彈、手雷和火焰噴射器攻打炮塔和碉堡。德軍地麵部隊也乘機發起進攻，比利時守軍在德軍內外夾擊下疲於應付，經過30個小時的激戰，埃本?埃馬爾要塞被德軍占領。
埃本?埃馬爾要塞是列日防線上的支撐點，它控製著馬斯河和艾伯特運河地區。要塞工事和碉堡的構築比馬其諾防線的工事還要堅固，在當時被稱為“歐洲最難攻克的工事”。埃本?埃馬爾要塞的失陷，使整條列日防線都麵臨著崩潰的危險。
5月11日，德軍攻克埃本?埃馬爾要塞後，立即強渡馬斯河向前挺進。5月12日，德軍同趕來救援的法軍第2和第3機械化師的先頭部隊遭遇，雙方展開了激戰。但這時，德軍第6集團軍各步兵師已分別抵達莫爾-迪斯特-聖特隆德一線，比利時軍隊也開始退卻。
到5月13日，趕來救援的英國遠征軍和法國第1集團軍已通過布魯塞爾和安特衛普地區。這支盟軍部隊據德方的估計，大約有40至45個師，其中約有21個師的兵力在正麵抗擊德B集團軍群。此時，比利時戰役進入了高潮。
但是，由於遠道而來的盟軍沒有充分的時間及時進入代爾防線陣地，在格姆布勞克斯附近也未能阻止德軍裝甲部隊的推進，結果使這次決戰未能成功。在幾天的戰鬥中，盟軍部隊的指揮官們，居然沒有弄清德軍真正進攻的方向在哪裏。直到5月15日，當德國A集團軍群的機動部隊在色當和迪南特強行渡河，並迅速向索姆河口灣方向運動時，盟軍指揮官才開始意識到致命的危險正在向馬斯河防線西部發展。這種判斷上的失誤和指揮上的盲目，讓德軍A集團軍群贏得了時間和戰爭的主動權。
5月13日，德A集團軍群第4集團軍和馮?克萊斯特率領的裝甲部隊，已經成功地在烏克斯和色當兩處的馬斯河上建立了橋頭堡，而在整個過程中都沒有遇到盟軍有力的抵抗。當時，對這種令人吃驚和出乎意料的成功，連德軍的指揮官也不禁感歎地說：“法國人似乎已經失去了理智，否則，他們應不惜一切代價阻止這種情況發生。”
當時，盟軍並沒有使用重兵迅速地占領那慕爾-色當防線，即使有些防禦野戰工事，也構築得極其草率。種種跡象都表明，盟軍並沒有將這裏視為戰略要地。
德軍在馬斯河一線取得關鍵性的突破後，其裝甲部隊乘勝沿加萊海峽沿岸大力推進，一路上所向披靡。
5月16日，德軍開始對比利時中部的第1集團軍群、英國遠征軍和比利時的部分陸軍實行戰略包圍，盟軍的第9集團軍和第2集團軍的主力遭受嚴重的損失。因此，比利時陸軍司令官決定放棄代爾防線，比軍全線撤退至斯凱爾特河一線。
撤退分三個階段進行，即先撤到塞內河上，再撤至登德河防線，最後撤到斯凱爾特防線。對於這種撤退戰術，盟軍指揮官們都感到猶豫不定，尤其是法軍最高統帥部，根本無意實現比軍的這一戰略意圖，因此也不再集中兵力抵禦進犯的德軍。
就在當天下午，剛上任5天的英國首相丘吉爾飛赴巴黎，會見法國政府及軍隊指揮官員。在巴黎，丘吉爾驚愕地發現，這個號稱“歐洲第二大軍事強國”、有300萬強大陸軍的法國，居然不再擁有任何有價值的預備隊可以對付德軍在馬斯河上成功的突破。
這時，丘吉爾開始意識到，比利時敗局已定，法國在這場戰爭中也有被打敗或退出戰爭的可能。這種考慮讓丘吉爾陷入了進退維穀的境地。從道義上說，英國有責任盡快向受到沉重壓力的盟國提供一切可能的援助，但丘吉爾又不想在這種沒有希望的戰爭中，無謂地消耗英國本身的抗抵力量而削弱日後大不列顛群島對德國的防禦力。
但是，丘吉爾在這關鍵的時刻並沒有放棄最後的努力。當比軍向後撤退時，英國遠征軍麵對氣焰囂張的德軍第6集團軍，在瓦弗地區分兩側對其發起了強大的攻擊。到當日傍晚，比軍和部分法軍已撤入預定的區域後，英軍才向布魯塞爾一線邊打邊撤。
5月17日，德軍占領了比利時首都布魯塞爾，比利時處於全境淪陷前夕。
就在德B集團軍群橫掃荷蘭和比利時兩國時，德A集團軍群更以銳不可當之勢，向盧森堡、比利時南部和法國的北部席卷而來。
5月10日，德軍A集團軍群出動大批的坦克裝甲車機械化部隊，向阿登山區發動聲勢浩大的裝甲部隊攻勢。德軍的這一行動，完全出乎法軍的意料。因為阿登山區森林密布，在莽莽蒼蒼的叢林左右又是水流湍急的河流。阿登山區地形複雜，是非常不利於機械化部隊通過的。所以，法軍隻是在這一帶部署了一些戰鬥力較差的部隊，他們根本沒有料到，這裏會成為德軍重點突破的目標。德軍就是利用法軍判斷上的錯誤出其不意，輕易地越過阿登山區，潮水般的坦克群碾過盧森堡這個彈丸之國。在盟軍還沒有來得及救援時，盧森堡便不戰而降，德軍乘勝兵進法國北部。
5月14日，德軍的坦克師和摩托化師編成的第一梯隊，向法軍第2和第9集團軍的結合部色當地區進擊，企圖在此強渡馬斯河。不過，德軍在這裏遭到了盟軍部隊的阻擊，雙方展開了激烈的爭奪戰。德軍派出坦克群、裝甲車、火炮、裝甲運兵車以及卡車運載的步兵部隊，就像潮水般地洶湧而來，他們所擁有的力量和速度是以往戰爭中聞所未聞的。噴射著火舌的裝甲車彙成一股駭人的洪流衝向盟軍防守的陣地。空中是一隊隊黑色的施圖卡俯衝轟炸機在輪番轟炸，將盟軍的工事、碉堡和士兵的屍體拋向空中……這種立體式的地空配合進攻對盟軍來說還是十分陌生的。他們幾乎被這種攻勢嚇癱了。
這樣的爭奪戰持續了30多個小時，盟軍一直堅守到了5月16日下午。這時，德軍A集團軍群第16集團軍的步兵師已抵達色當地區，馮?克萊斯特的裝甲部隊也奪取了拉弗爾和雷代爾之間的陣地。這兩股德軍的到來，扭轉了這種爭奪戰的局麵，盟軍不得不丟下陣地後撤，德軍裝甲部隊乘機占領了馬斯河上的橋頭堡，然後強渡馬斯河。
麵對德軍如此強硬的攻勢，新當選的英國首相丘吉爾仍然在下院的演說中不屈不撓地說：
“如果你們問我們的目標是什麼？我可以用一個詞來回答：這就是‘勝利’。不惜一切代價來取得勝利，無視任何恐怖來取得勝利。勝利——不管道路多麼漫長，多麼艱苦……”
丘吉爾的這種勇氣的確令人佩服，但是在當時，這種“勝利”並不屬於英國，也不屬於盟國。盡管在最後的決戰中，勝利的是大英帝國，是全世界反法西斯的人民，而在此時，無論是英國、法國還是西歐眾多的國家，幾乎是看不見勝利的影子。此時，穿越阿登山區的德軍，正以排山倒海之勢湧向法國北部，他們在法軍第3集團軍的陣地上橫衝直撞。整個防線已拉開了一條寬50多公裏的缺口，希特勒的裝甲部隊和步兵師就是在這個缺口蜂擁而至。衝在最前麵的德軍裝甲部隊此時已深入法國境內100多公裏，法國北部的許多省都燃起戰火，逃難的人群堵塞了公路，也堵塞了盟軍部隊開往前線的通道。到處是槍炮聲和轟隆隆碾過的坦克，到處是衝天的火光和燃燒的城鎮鄉村。空中的德軍機群鋪天蓋地，把一顆顆的炸彈投在美麗的法蘭西土地上，機槍子彈像暴雨般地朝難民的頭上傾瀉……
盟軍已無法堵住這越來越大的缺口，德軍在步步進逼。法國總理保羅?雷諾在給丘吉爾的電話中無可奈何地哀歎：
“我們打敗了。這一仗我們輸定了……”
當丘吉爾飛往巴黎共商對策時，他看到的是一張張毫無希望的麵孔。當他問盟軍總司令甘末林，戰略總預備隊在哪裏時，這位總司令隻有雙手一攤，聳了聳肩說：“沒有，全上去了！”
甘末林將軍的這種回答，讓丘吉爾開始考慮一個新的問題，那就是希特勒的軍隊還有幾天會打到英吉利海峽。
5月19日，盟軍總司令甘末林將軍下達了第12號命令，命令在阿爾布斯的英法聯軍發起進攻，切斷入侵的德軍裝甲部隊與後續部隊的聯係。在北麵的第1集團軍群的任務是打開通往索姆河的道路。英法聯軍得到命令後，立即采取軍事行動。但是，由於德軍的分頭揳入，英法聯軍各部的聯係已被切斷，許多集團軍被分割得四分五裂，不能形成統一的行動，隻能完成一些互不相幹的局部的戰鬥。尤其是有些盟軍部隊，根本弄不清自己的方位或者是不知道自己所進行的戰鬥是一場什麼樣的戰鬥。比如，英國遠征軍第5師師長富蘭克林將軍，在當時以為他們師的任務是向南支援阿爾布斯的守軍，並通過封鎖阿爾布斯南麵的公路切斷德軍的交通線。他既不知道當時許多法軍師也一起參加向南進軍的行列，也不知道他所發起的一場反攻將是一次大規模南方進攻作戰的開端。結果，雖然許多英國遠征軍都奮力拚殺，但對扭轉整個戰局並沒有起到任何作用。
這種混亂的局麵為德軍的進攻創造了極為有利的條件。5月21日，盡管德軍的裝甲部隊在局部地區遭到盟軍的阻擊，但是總的進攻局勢已經形成。於是，5月22日，希特勒親自打電話給德A集團軍群，命令所有可使用的機動部隊都投入到阿爾布斯的兩側和通往海濱的西部地區作戰。另外，第12、第2和第16集團軍所有的步兵師也向西運動。同時，許多德軍航空兵團也及時配合地麵部隊一起行動。