5月10日5時30分，德軍對比利時發動突然襲擊。8時30分，德國駐比利時大使向該國外交部遞交照會，聲稱，為了在西方大國入侵比利時、荷蘭、盧森堡前先發製人，德國政府“被迫”用武力來“保證”它們的中立。
德國政府建議，比利時應為自身的利益著想，停止一切抵抗，德國將保證比利時在歐洲和在殖民地的領土完整，否則比利時將喪失獨立。比利時政府對德國的戰爭威脅和侵略提出強烈抗議，決心保衛自己國家。
與入侵荷蘭一樣，德軍對比利時的進攻也采用了地空協同。第六集團軍迅猛突破比利時的邊防線，渡過馬斯河及其以西的阿爾貝特運河南段，給英法聯軍造成這裏是德軍主攻方向的假象。
與此同時，德國空降兵悄悄在阿爾貝特運河附近著陸，不等比軍按動電鈕炸橋，就搶占了運河上的3座大橋。
埃本-埃馬爾要塞的防禦工事建在山上，由一座裝有兩門120毫米加農炮的旋轉炮塔、兩座各裝有兩門75毫米加農炮的炮塔、4個暗炮台、12門60毫米反坦克炮的發射陣地和大量機槍掩體組成。
地上的炮台、觀察所、機槍火力點都用混凝土築成，暗炮台和旋轉炮塔都是裝甲結構。地下有一係列鋼筋混凝土澆灌的交通壕，壕內儲備有可供30天用的糧食和彈藥。該要塞由1200人守備，監視著馬斯特裏赫特附近馬斯河和阿爾貝特運河上的一切橋梁。
比軍認為，它比馬奇諾防線或齊格菲防線上的任何工事都更加堅固，可以長期堅守。然而，戰爭的經過卻大出比軍所料。10日淩晨，由一名上士指揮的、經過模擬訓練的75名德國空降兵分乘9架滑翔機悄悄降落在要塞頂部，就輕而易舉地攻克了這個號稱歐洲最難攻克的工事。埃本-埃馬爾要塞的失陷，預示著阿爾貝特運河-馬斯河的防線全麵瓦解。
5月12日，比軍不得不退守科林斯霍特-瓦夫爾防線。德軍第六集團軍第十六裝甲軍在馬斯河以北向日昂布魯方向猛攻。
英法聯軍誤以為德軍的主攻方向在安特衛普至那慕爾的迪爾河防線上，按預定的“D”計劃向迪爾河防禦陣地機動，協同從第一道防線撤下來的比軍堅守科林斯霍特-瓦夫爾防線。
5月13日，法軍第一集團軍的先頭裝甲部隊同德軍第十六裝甲軍在日昂布魯遭遇，展開了第二次世界大戰首次大規模坦克戰。
5月15日，聯軍後續部隊進占日昂布魯和瓦夫爾之間的防禦陣地，將德軍阻在勒芬及日昂布魯兩地。
在比利時東南方向的阿登山區，擔任主攻任務的德軍A集團軍群在德比邊界粉碎了比利時邊防部隊的抵抗，迅速向前推進，擊退了掩護法軍第二、第九集團軍主力的法軍騎兵師，於5月12日前出至馬斯河。
英法聯軍這才意識到，德軍主力集中在比利時的那慕爾至法國的色當一線，主攻方向在色當。強渡馬斯河後，德軍向索姆河口迅速推進，位於比利時的英法聯軍隨時可能被德軍從南麵包圍。
5月15日上午，荷軍投降的消息傳到比利時。下午17時，聯軍總司令甘末林命令英法聯軍從比利時迅速後撤。
5月16日，英法聯軍開始撤離比利時。在此情況下，比軍隻好放棄安特衛普-那慕爾—線既設陣地，退守到後方沒有準備好的陣地上。不久，比軍的新防線被德軍突破。5月17日，德軍占領布魯塞爾。
但是，比軍沒有放下武器，而是且戰且退，試圖通過梯次防禦，為英法聯軍新任總司令的魏剛將軍實施其從法國北部和比利時南部南北夾擊的反攻計劃創造條件。
然而，在德軍的強大攻勢下，魏剛的計劃難以實現，比軍陷入困境。5月26日，比利時國王要求英軍反擊德軍側翼，以減輕比軍的壓力。而此時，戈特勳爵正準備向敦刻爾克撤退，無法滿足這種要求。
5月27日，比軍的抵抗開始全麵瓦解，國王利奧波德三世接受德國提出的無條件投降的要求，於次日淩晨4時命令比軍放下武器，向德軍投降。