1943年7月，盟軍在西西里島的登陸迫使墨索里尼的法西斯政府垮臺，由巴多格利奧組成的新政府開始與美英秘密談判，但由於在是否"無條件投降"問題上雙方討價還價，一再延誤，使希特勒獲得了充足的時間來加強其在義大利的兵力。希特勒在墨索里尼垮臺後的次日便下令佔領德意邊境和法意邊境的阿爾卑斯山的所有山口，並從法國和德國南部迅速集結了8個德國師，稱B集團軍群，由隆美爾元帥任司令，做好進軍義大利的準備。8月初，隆美爾率部越過邊境進入義大利北部，以支援駐守在義大利南部的凱塞林元帥的8個德國師。
盟軍於8月17日奪占西西里島後，決定繼續進攻義大利本土。地面攻擊部隊為英將亞歷山大將軍指揮的第15集團軍群，下轄蒙哥馬利的英第8集團軍和克拉克指揮的美第5集團軍。
9月3日，義大利代表和盟國代表秘密簽訂了停戰協定，當天淩晨，蒙哥馬利的英第8集團軍從西西里渡過峽窄的墨西拿海峽，在義大利的亞平寧半島登陸，向意南部快速挺進。9月8日，英國廣播公司廣播了義大利投降的正式文告。9月9日淩晨，由克拉克指揮的美第5集團軍（轄盧卡斯的美第6軍和麥克裏裏的英第10軍）在薩勒諾灣登陸。義大利人領導人也沒料到登陸來得那之麼快，他們起初對英國的廣播予以否認，隨後又承認了這一事實。已有戒備的德軍聞訊立即將80萬意軍解出武裝，逮捕了大批意軍軍官，並于9月10日佔領了羅馬，控制了南至那不勒斯的義大利本土。意國王和巴多格利奧等倉皇乘潛艇逃到南端的盟軍佔領區。9月13日，希特勒派党衛軍中校斯爾策尼指揮突擊隊用滑翔機將囚禁于大薩索山頂旅館的墨索里尼營救來，隨後墨索里尼在希特勒的扶持下，在義大利北部成立了"義大利社會共和國"傀儡政府，與巴多格利奧政府對抗。10月13日，巴多格利奧政府正式退出"軸心"同盟，向德國宣戰。同時，英、美、蘇三國政府也發表宣言，承認義大利為共同作戰一方。
克拉克指揮的美第5集團軍在薩勒諾灣登陸後，遭到德軍的猛烈抵抗。德軍南線總司令凱塞林元帥將所屬8個師中的6個師編組為第10集團軍，由菲廷霍夫指揮，在薩勒諾抵抗盟軍並試圖將其趕下海去。9月12日，德軍發起反攻，當天沖進了美第6軍和英第10軍之間的缺口。13日在對美軍左翼發動的一次攻擊中將美軍逐出佩薩諾，使美軍來了一次總退卻。但是盟軍利用強大的海空軍向薩勒諾橋頭堡緊急調派增援部隊。至16日，美第5集團軍已擁有7個師，200多輛坦克。16日早上，德軍對英第10軍發起的攻勢在盟軍大炮、海軍艦炮和坦克的打擊下被粉碎。凱塞林終於認識到把盟軍趕下海去不過是白日做夢，遂於當晚決定停止戰鬥，邊打邊向北撤。並一路上破壞橋梁、公路、隧道和鐵道設施，阻止盟軍前進。克拉克揮師向意西海岸進軍。10月1日，美第5集團軍佔領了那不勒斯。同日，蒙哥馬利的英第8集團軍佔領了東海岸的福賈。10月14日，美第5集團軍攻佔了卡普亞，同東面的英第8集團軍會師，從而在意南部建立了一條120英里長的牢固戰線。
11月5日，希特勒下令調隆美爾元帥到西線去視察和加強"大西洋壁壘"的海岸防禦工事，隆美爾的B集團軍群隨之解散，駐意德軍合編為C集團軍群，下轄菲廷霍夫的第10集團軍和馬肯森的第14集團軍，共個21師，370架飛機。由凱塞林元帥任總司令。凱塞林為阻止盟軍進一步向北推進，在西起羅馬以南80公里的西海岸，向東穿越亞平寧山脈直到東海岸，建立了橫貫義大利中部的"古斯塔夫防線"。該防線以卡西諾隘道為核心，依山峰天險而構築，易守難攻。美第5集團軍和英第8集團軍數次發起攻勢，試圖突破該防線，但未成功。整個冬季，盟軍一直受阻于古斯塔夫防線。
1944年初，亞歷山大指揮的第15集團軍群共有19個師又4個旅，4000架飛機和3000餘艘艦艇。亞歷山大為了打破僵局，加快戰役進程，決定在加強正面進攻的同時，以一部分兵力在羅馬南部小鎮安齊奧實施登陸作戰，從背後突破德軍防線。
1944年1月12日，美第5集團軍在卡西諾地區發起進攻。克拉克以英第10軍和法軍的沖出來吸引德第14集團軍大部，美第2軍則向利裏山谷進擊，試圖強渡拉皮多河。拉皮多河看上去並不是很寬，但水深流急。擔任主攻任務的是沃克將軍指揮的美第36步兵師。沃克認為這一行動成功的可能性極小，不贊成渡河，但只能執行命令。戰鬥持續了一天一夜，結果美軍以慘敗告終。美第36步兵師傷亡達1681人。
1月22日，盧卡斯將軍指揮的美第6軍在安齊奧登臨。開始，登陸作戰比較順利，美軍很快建立了一個灘頭陣地。盧卡斯打算向內陸推進25英里，佔領阿爾卑斯山，切斷德軍的供應線和退路。但是，盧卡斯過於謹慎了。他在出奇制勝後，沒有乘勝前進。在隨後的9天裏，盧卡斯關注的是把更多的兵力和給養運上岸來。
凱塞林在得知盟軍在安齊奧登陸後，立即從法、德及南斯拉夫調派兵力支援，到了28日，已有4個師面對美第6軍，並準備進行反擊。1月30日，盧卡斯才向阿爾卑斯山發動進攻。經過3天戰鬥，在付出5500人的傷亡後，盧卡斯才被迫停止了進攻。他命令第6軍挖壕自衛，在灘頭陣地周圍布上鐵絲網和地雷。 盟軍在安齊奧突然登陸，轉移了德軍的注意力。克拉克命令美第2軍和新西蘭師先後3次對卡西諾發起進攻，均未能成功。儘管盟軍飛機把著名的山頂建築卡西諾修道院炸成一片瓦礫，但仍無濟於事。德軍在山峰高處依山掘壕，甚至利用修道院的廢墟作掩護，頑強抵抗，使盟軍終不能突破德軍防線。因此，對卡西諾的進攻被稱為克拉克的"最黑暗時刻"。
安齊奧灘頭陣地此時已陷入困境，不僅前進不得，而且前面的德軍越來越多。到2月16日，已有10個德國師包圍安其奧的5個盟軍師。2月28日,德軍發起大規模反擊，試圖一舉將盟軍趕下海去，但遭到盟軍空軍的大規模空襲，當天就損失了30多輛坦克，凱塞林不得不於3月4日下令停止了反擊，以5個師維持對美軍的包圍。
直至5月中旬，安齊奧成了美軍的陷阱，在4個多月中，被壓縮在灘頭陣地上，傷亡日增，一籌莫展。有位新聞記者對當時美軍的狀況這樣描述道："美軍在這裏就像原始人那樣生活，他們那副樣子，揮舞棍棒也許比使用機槍還更像樣些。"
盟軍最初打算以登陸作戰從後面突破古斯塔夫防線的希望落了空，克拉克因此解出了美第6軍軍長盧卡斯的職務，任命特拉斯科特將軍為美第6軍軍長。駐意德軍統帥凱塞林認為，安齊奧登陸戰的真正錯誤不在盧卡斯，而在於"登陸部隊力量不強，缺少機械化部隊配合。這是一次不充分的進攻。"在繞過德軍防線的企圖失敗後，山谷和海邊的盟軍都陷入了困境，盟軍統帥部沒有別的選擇餘地，只能實施強攻。5月11日晚，在盟軍空軍的協同轟炸之後，盟軍對古斯塔夫防線發動了全面進攻。法軍中的一支山地成長的驍勇善戰的摩洛哥土著騎兵部隊翻山越嶺，沖上海拔4850英尺的山峰，繞到德軍背後發動進攻。5月14日，經過激烈殘酷的爭鬥奪戰，波蘭軍第二支隊終於沖進卡西諾修道院廢墟。德軍"古斯塔夫防線"許多地段被突破，凱塞林被迫命令德軍撤至從台伯河口到東海岸佩斯卡拉的凱撒防線。5月22日，被困于安齊奧灘頭的美第6軍也發起進攻，於25日同正面進攻部隊會師。德軍繼續北撤，退守至聖馬力諾至卡拉拉的哥特防線。6月4日羅馬宣佈為不設防城市。當晚9時，美第5集團軍首先開進羅馬。佔領羅馬後，盟軍繼續向北推進，8月25日，進攻哥特防線，9月28日將該防線全面突破。在突破哥特防線後，由於在西歐登陸的需要，盟軍從義大利戰場調走了7個精銳師，使義大利戰場一度處於沈寂狀態。
1945年4月，西線盟軍和蘇軍同時對德國發起強大攻勢，德軍面臨全面崩潰的危機，義大利戰場也再度活躍。4月9日，由麥克裏裏指揮的英第8集團軍和由特拉斯科特指揮的美第5集團軍先後從東西兩翼發起攻勢，德軍士氣低落，無力抵抗，節節敗退。4月21日，英第8集團軍和美第5集團軍勝利會師。4月23日，盟軍全線進抵波河，俘虜德軍3萬人。接著，盟軍渡過波河天險，於26日攻克曼圖亞和維羅納，27日進佔熱那亞。這時，意北部爆發了遊擊隊起義，許多城市獲得解放。28日，盟軍封鎖了德軍企圖逃走的的阿爾卑斯各山口。當天遊擊隊在科摩湖抓住了企圖逃往德國的墨索里尼和他的情婦，在美國人尚未趕到之前便將他們槍斃。第二天他們的屍體被運到米蘭，倒挂於市中心廣場，以中世紀的方式示眾。4月29日，美第5集團軍進駐米蘭，英第8集團軍進駐帕多瓦。同日，德C集團軍群司令菲廷霍夫的代表在卡塞塔簽署了無條件投降書，並於5月2日生效。至此義大利戰役全部結束。
盟軍在整個義大利戰役中，共傷亡32萬多人，殲滅德軍65.8萬人，並一直牽制著德軍1個集團軍群的兵力，這對其他戰場上的盟軍作戰起了有力的配合作用。