德軍為最大限度地達成進攻的突然性，在盧、法、比交界的阿登山區當麵集結了3個裝甲軍（轄7個裝甲師）和1個摩托軍（轄3個摩托化師）。前衛是古德裏安率領的第19裝甲軍（轄第1、第2、第10裝甲師），其任務是在進攻的當天中午，穿過盧森堡前出至比利時邊境，直撲法國的色當。在第19裝甲軍的北麵，是賴因哈特率領的第41裝甲軍（轄第6、第8裝甲師），因古德裏安的裝甲軍占去了阿登山區的幾條主要通道，所以該軍的出發時間遲一些，但也很快穿過這一地區，直撲色當以西的梅濟耶爾地區。在第41裝甲軍的北麵，是施密特率領的第39裝甲軍，該軍以隆美爾將軍的第7裝甲師為先導、以第5裝甲師殿後，待突破比利時邊防線後向迪南地區推進。繼3個裝甲軍之後跟進的是3個摩托化師。德軍日夜兼程，不間斷地進攻，力求出奇製勝。
德軍裝甲部隊的突然出現，使得法軍在色當至那慕爾之間的馬斯河防線，特別是法國第2集團軍防守的色當地區麵臨嚴重威脅。5月12日下午，德軍輕取色當城，並在色當西北24公裏長的馬斯河北岸集結。
克萊斯特將軍主張5月13日下午4時強渡馬斯河，他給古德裏安的命令說：“西線戰役的決定性攻擊由克萊斯特將軍的裝甲集群執行，它的任務是在蒙特梅和色當之間的馬斯河段進行強渡，大部分德國空軍將進行8小時的不間斷空襲，以摧毀法國在馬斯河上的防禦設施，然後，在下午4時，克萊斯特裝甲集群將渡過馬斯河並建立橋頭陣地。”
德軍裝甲部隊穿越阿登山區已對法國構成重大威脅，“色當突破”更是將法軍置入了危險的境地，巴黎隨時可能淪落敵手，在比利時作戰的英法聯軍將隨時麵臨被包圍的嚴重威脅。為此，英法聯軍決心向德軍實施反攻，封閉馬斯河防線的缺口。5月14日，聯軍出動近200架飛機，企圖炸毀德軍在馬斯河上敷設的舟橋，但收效不大，一次次轟炸行動被德軍密集的高射炮火擊退，聯軍85架飛機被擊落。
德軍裝甲部隊在突破色當、強渡馬斯河後，5月15日，古德裏安揮師西進。當晚8時，推進到色當以西約70公裏的蒙科爾內，在法軍第2集團軍與第9集團軍結合部，即從莫伯日到波爾西安堡之間，撕開了一條寬達70公裏的突破口。16日晚，古德裏安又指揮3個裝甲師向英吉利海峽方向推進了80多公裏，到達馬爾勒附近，其中第1裝甲師已推進到瓦茲河沿岸的裏布蒙。古德裏安的推進並不是一路順風的，他除了遇到前幾天法軍的反突擊外，5月17日又碰上戴高樂上校指揮的第4裝甲師的阻擊。
戴高樂15日受領的作戰任務是：在拉昂地區單獨作戰，要爭取時間讓最高統帥部在埃納河與文萊特河之間構築一道防線，封堵住德軍通向巴黎的道路。5月16日，戴高樂親臨前線偵察敵情，發現“大量德軍從阿登地區傾瀉出來，通過羅科羅亞和梅濟耶爾，不是向南進而是向西進，去奪取聖康坦。”
5月17日，戴高樂指揮部隊往北推進19公裏，前出至塞爾河沿岸的蒙科爾內，在那裏頑強抗擊敵人，迫使德軍裝甲部隊放慢推進速度。黃昏時分，當發現左右兩側都受到威脅時，第4裝甲師被迫撤到拉昂以北的集結地域。19日，戴高樂繼續揮師西北，向塞爾河畔的克雷西出擊，目的是切斷敵人進犯拉費爾的去路。在那裏，該師同敵人展開激戰，擊毀德軍許多坦克，而自己幾乎未受損失。當天下午，喬治將軍命令該師撤到埃納河以南地區，阻止德軍向南進犯蘭斯。
但是，古德裏安並沒有因為法軍在翼側的局部抵抗和上級指揮部的禁令而放慢進攻速度，他充分利用“戰鬥偵察”這一具有彈性的命令，繼續以每晝夜20～40公裏的速度日夜兼程地向西推進。5月18日，古德裏安和賴因哈特的2個裝甲軍渡過瓦茲河，分別占領聖康坦和勒卡托，然後兵分兩路，一路向西，一路經康布雷、阿拉斯向北推進。
19日，向西推進的古德裏安裝甲軍抵達佩羅湘。次日，包圍亞眠並前出至阿布維爾。21日，古德裏安揮師北上，攻占蒙特勒伊。在阿布維爾西北部，德軍第2裝甲師的1個營首先推進到海峽沿岸，從而徹底切斷了北方的英、法、比聯軍同南邊法軍的聯係。此後德軍各裝甲部隊繼續北進，23日先後攻占了沿海重鎮布洛涅和加來，24日，古德裏安和賴因哈特所屬各裝甲師進抵格拉沃利訥和聖奧梅爾之間的阿河一線，和其他友鄰部隊一起將聯軍圍困在敦刻爾克地區。
德軍裝甲部隊的高速度推進和大縱深穿插，令法國最高統帥部防不勝防。法國最高統帥部在做出判斷和製定作戰計劃時，往往跟不上戰局的發展變化。此外，部隊中失敗主義情緒彌漫，下級欺騙上級，軍事指揮官瞞著政府官員甚至總理，結果造成被動挨打的局麵。為改變這種混亂局麵，雷諾總理決定改組內閣和更換法軍總司令甘末林將軍。