Deux objectifs sont désormais prioritaires : élargir la tête de pont et foncer vers Cherbourg, seul port proche en eaux profondes permettant de débarquer le matériel lourd rapidement. En attendant, devant la plage d'Arromanches, est construit un port artificiel. Construits en Angleterre, les quais en béton qui formeront la base d'accueil du matériel, et les ponts métalliques sont tractés par mer. Des brise-lames et des navires échoués entourent le port et permettent d'assurer sa stabilité en le protégeant des vagues venues du large qui viennent s'écraser sur ce dispositif.

Derrière lui, des navires accostent et débarquent le matériel qui atteint ensuite la plage par des ponts maritimes. Un système de flotteurs coulissants permet au port de s'adapter à la marée qui modifie le niveau de la mer. Aujourd'hui, la préservation des installations donne une idée de l'étendue de la tâche. Une même installation est réalisée devant Vierville sur Mer, à l'extrémité ouest de la plage d'Omaha beach. Prévu pour quelques semaines, ce port appelé Mulberry fonctionnera jusqu'en novembre 1944. Ces installations portuaires temporaires constituent un maillon essentiel de la réussite et le débit de déchargement est important : du 6 au 16 juin, le port d'Arromanches a permis de débarquer 557000 hommes et 81 000 véhicules.

Mais reste à conquérir suffisamment d'espace pour disperser l'accumulation du matériel et pouvoir installer des aérodromes (voir carte colonne de droite). L'élargissement de la tête de pont est donc essentielle. Rendue possible par la prise des dernières positions allemandes, entre les secteurs de débarquement (batteries de Longues sur Mer prise le 7 juin par exemple), la jonction des unités alliées permet ce créer une première zone de contrôle continue. A la mi-juin le 5e corps d'armée du général Bradley repousse la limite de cette zone à 30 Km à l'intérieur des terres par la prise de Caumont-l'Eventré.

Plus à l'est, l'effort se concentre vers Caen, ville charnière qui dispose d'un aérodrome. Rommel oriente également sa défense vers cet objectif. De violents combats ne permettent pas de prendre la ville dans un premier temps.

A l'ouest, au 17 juin, la pointe du Cotentin est coupée en deux, Cherbourg est isolée. Si les Allemands ont construit un puissant dispositif défensif destiné à repousser une attaque maritime, ils sont plus vulnérables face à une attaque venue depuis l'intérieur des terres. Les garnissons présentes résistent aux assauts jusqu'au 26 juin et sabotent minutieusement le port avant que la ville ne tombe (photo de gauche). La réparation des dégâts ne rendra le port exploitable qu'à la mi juillet.

Fin juin, les tentatives pour s'emparer de Caen sont des échecs cuisants. Les alliés sont confrontés à des divisions blindées allemandes expérimentées qui tiennent en échec les différentes offensives dont l'opération Epsom montée par Montgomery. Chaque camp commence à s'enterrer dans des tranchés. Il faut attendre le 9 juillet pour que les alliés rentrent dans la ville après un bombardement massif au nord. Retranchés sur l'autre rive, les Allemands ne quittent la ville que le 19 juillet. Ce même jour, l'opération Goodwood, qui contourne la ville pour sécuriser ses abords, génère une avancée de quelques kilomètres qui n'est rien face aux 5500 morts et 400 chars perdus dans l'opération. Combats de fantassins, appui aérien, la bataille de Normandie est aussi un affrontement violent entre familles de blindés, les Sherman pour les alliés contre les Panzer et surtout les redoutables et supérieurs Tigre allemands.

La difficile avancée alliée au mois de juillet (voir carte colonne de droite) s'explique notamment par deux raisons : la configuration du terrain et la météo. Les Allemands utilisent les bocages normands pour organiser la résistance : ils enterrent les tanks, multiplient les attaques de fantassins armés de Panzerschreck (bazooka anti-char - photo ci-jointe). Les blindés alliés ont du mal à se frayer un chemin sur un terrain non adapté. Par exemple, en passant les haies, les Sherman présentent à l'ennemi leur partie inférieure dépourvue de blindage, ils sont vulnérables.

Quant à la météo, un mauvais temps empêche non seulement les alliés d'utiliser l'aviation, moyen efficace pour réduire les poches de résistance, mais aussi les retarde dans l'acheminement des renforts. C'est ainsi qu'entre le 19 et le 22 juin une tempête endommage les ponts artificiels d'Arromanches obligeant les Américains à débarquer directement les hommes par chalands sur la plage.

Plus les jours passent moins les généraux allemands croient à un second débarquement dans le Pas de Calais comme étant la véritable base d'attaque mais Hitler est toujours convaincu de cette possibilité notamment sur la base de renseignements indiquant l'existence de plusieurs dizaines d'unités sur le territoire anglais et qui seraient prêtes à débarquer. L'opération fortitude est un succès au delà de toute espérance. Hitler laisse donc des forces considérables stationnées dans le Pas de Calais en attente. La XVe armée, énorme ressource militaire, reste sur place tandis que Rommel obtient difficilement quelques renforts. Autre coup dur pour la Werhmacht, Rommel, de retour d'une inspection des défenses au sud de Caen, est attaqué par l'aviation alliée. Blessé, il doit laisser le commandement à Von Kluge, la carrière militaire du " Renard du désert" s'arrête là.

Si les alliés piétinent devant Caen, l'élargissement de la tête de pont est en revanche moins laborieux à l'ouest dans la seconde partie du mois de juillet. Après la prise difficile de Saint-Lô le 18 juillet, au prix de 3000 américains morts et d'une ville en flamme et sous les ruines, les alliés concentrent leur effort sur l'axe de progression Coutances - Granville - puis Avranches, c'est l'opération Cobra. Lancée le 25 juillet et menée par les généraux Bradley et Patton, elle marque un tournant dans la bataille de Normandie. Les efforts déployés par les Allemands pour contenir les attaques sur Caen ont permis aux Américains de progresser plus rapidement à l'autre bout du front. Une préparation du terrain par un bombardement massif et l'usage du napalm réduit la résistance de la Panzer Lehr, unité d'élite Allemande. Mais les alliés, surpris de voir resurgir cette division ce même 25 juillet, doivent faire appel à trois divisions supplémentaires pour venir à bout de la résistance. Avec la libération d'Avranches le 1er août et la prise du pont de Pontaubault, le chemin de la Loire et de la Bretagne est ouvert. Les alliés sont en mesure de quitter la zone du Cotentin presque deux mois après le débarquement. L'opération Cobra engendre une percée du front ayant permis d'agrandir la zone contrôlée d'environ 70 kilomètres en une semaine et d'ouvrir la voie à la libération de toute la France. L'état des villes libérées après les combats témoignent de l'intensité de ceux-ci, comme Saint-Lô, Caen est en ruine et les populations civiles payent un lourd tribu en vie humaines pour la liberté.