Между сентябрем и ноябрем 1941 года бомбардировочная авиация англичан усилила свои налеты на столицу рейха. Возросло число жертв налетов и разрушений в жилом секторе. Однако улучшившаяся работа немецкой противовоздушной обороны и неблагоприятные погодные условия увеличили потери английских бомбардировщиков, особенно в ночь с 7 на 8 ноября 1941 года, когда из 169 задействованных над Берлином бомбардировщиков 21 машина была сбита. Пять дней спустя Черчилль отменил бомбардировки таких дальних целей, как Берлин, до особого распоряжения.
Утро 15 ноября 1941 года принесло для группы армий «Центр» новый сюрприз. Период распутицы закончился, и командование на себя принял одновременно и друг и враг «генерал Мороз». Вторая фаза битвы за Москву началась с атаки северного крыла группы армий «Центр». Для люфтваффе этот период войны принес новые проблемы. Они просто не были готовы к зимней войне и из-за этого потеряли свою былую боевую мощь.
17 ноября 1941 года в отчаянии от допущенных им ошибок в развитии люфтваффе застрелился 45-летний генерал-полковник Удет. А утром 22 ноября в «Хейнкеле-111» летел на государственные похороны Удета в Берлин полковник Мельдерс, ставший к тому времени известным летчиком и инспектором истребительной авиации, из-за неисправности в моторе он напоролся на окраине Бреслау на фабричную трубу и упал.
18 ноября 1941 года началась операция «Срузадер» — контрнаступление 8-й британской армии под командованием генерал-лейтенанта Куннингайма в Северной Африке. Она наступала от форта Маддалена в направлении Тобрука, чтобы помочь окруженной крепости и занять Цюренаику. На этом театре военных действий в распоряжении англичан было 1072 готовых к бою самолета. Их противник, генерал Роммель, располагал 120 немецкими и 200 итальянскими машинами и из-за неудавшегося захвата Мальты имел большие проблемы со снабжением. Уже на следующий день Королевские ВВС сообщили о своем полном воздушном господстве над всей территорией ведения военных действий.
26 ноября 1941 года из бухты Хитокаппу на Курилах в направлении Пёрл-Харбора под командованием вице-адмирала Нагумо вышло в океан соединение японских ВМФ в составе шести авианосцев с бомбардировщиками под эскортом двух линкоров, двух тяжелых и одного легкого крейсеров, девяти больших эсминцев, трех подводных лодок и восьми танкеров и кораблей снабжения. Соединение попало в шторм и туман, где проболталось 11 дней при полной радиотишине, держа курс на восток, и повернуло позднее на юго-восток, где наконец-то поймало хорошую погоду.
Когда 28 ноября 1941 года в Восточной Африке, в районе Гондэра, капитулировали остатки итальянских войск генерала Нази в составе 29 000 человек, у них не осталось ни одного боеспособного самолета.
В ночь с 30 ноября на 1 декабря 1941 года 129 английских бомбардировщиков вылетели на бомбардировку Гамбурга. До цели добрались 84 машины и сбросили на этот ганзейский город 138 тонн бомб. 13 самолетов было сбито. Сложилась странная ситуация. В то время как налеты на Германию все больнее ударяли по ее военной промышленности, на Востоке продолжались вводиться в строй, причем невероятно быстро, все новые эвакуированные за Урал из Центральной России оборонные заводы. Всего к декабрю 1941 года на Восток в 1,5 миллионах вагонов было перевезено 1360 больших советских предприятий. Люди работали под открытым небом, не покидая своих рабочих мест даже в 40-градусный мороз. Уже 5 декабря, через 14 дней после прибытия на место последнего транспортного эшелона, из привезенных с собой готовых деталей был собран первый советский штурмовик Ил-2.
Так как катастрофические потери в немецко-итальянских караванах, идущих в Северную Африку, продолжались, 5 декабря Гитлер приказал перевести 2-й воздушный флот генерал-фельдмаршала Кессельринга в Ливию и Сицилию. В тот же день Красная армия перешла под Москвой в контрнаступление. Стоявшие тогда крепкие морозы снизили работоспособность немецких машин на 30 процентов. Наступавшие советские войска были поддержаны новыми бомбардировщиками, пикирующими бомбардировщиками и истребителями, которым также пришлось воевать в экстремальных зимних условиях. В то время как у люфтваффе на весь 3500-километровый Восточный фронт из-за больших потерь в средней полосе ведения боев в наличии оставалось всего 500 боеспособных самолетов, у Красной армии только под Москвой было 1000 самолетов.
В воскресенье, 7 декабря 1941 года, японцы совершили неожиданное нападение на Пёрл-Харбор, главную базу американского Тихоокеанского флота. В 6 часов утра севернее острова Оаху атаку начало авианосное соединение вице-адмирала Нагумо. 51 пикирующий, 50 горизонтальных бомбардировщиков, 40 торпедоносцев и 43 истребителя составили первую атакующую волну; 81 пикирующий, 54 горизонтальных бомбардировщика и 36 истребителей — вторую. Нападение произошло так стремительно и эффективно, что противозащитная оборона американцев ничего не успела предпринять. Легкие зенитные орудия на кораблях пытались отстреливаться, но большая часть их боеприпасов оказалась под замком на складах. На аэродромах на Гавайях были уничтожены все американские самолеты. Японские самолеты потопили линейные корабли «Аризона», «Калифорния», «Невада», «Оклахома», «Западная Вирджиния», миноносец «Оглада» и целевой корабль «Утах». Тяжело повреждены были линкоры «Мэриленд», «Пенсильвания», «Теннесси» и легкие крейсера «Елена», «Гонолулу», 3 эсминца, плавучая база гидросамолетов и одна плавучая ремонтная база. 60 процентов всех американских линкоров было уничтожено или повреждено. 2403 американских военнослужащих было убито, 1178 ранено, 188 самолетов уничтожено. Японцы потеряли 5 торпедоносцев, 15 пикирующих бомбардировщиков, 9 истребителей и 55 военнослужащих. Вес сброшенных торпед и бомб составил 138,5 тонны. Одной из причин успеха явилась установка на торпедах регулируемых деревянных боковых плавников, делавших возможным их ход на заданной глубине. Это новшество японцы подсмотрели у англичан, которые применили его во время атаки на Таренто 11–12 ноября 1940 года.
Но цель основного замысла японцев — обезопасить свои морские фланги во время вторжения в южные, богатые полезными ископаемыми области Азии с разгромом американского флота в Пёрл-Харборе не была достигнута. Огромные нефтехранилища и верфи Пёрл-Харбора оставались в действии, как сам остров в качестве опорной военно-морской базы. Кроме того, уничтожены были в основном устаревшие линкоры. Самые главные цели — четыре американских авианосца, которым было приказано идти в Пёрл-Харбор, — задержались из-за шторма и избежали нападения. Именно они и сыграли решающую роль в дальнейшем ведении войны американцами. С самого начала адмирал Ямамото был одинок в своем мнении, когда говорил, что «эта война еще принесет нам много неприятностей. Тот факт, что мы под Пёрл-Харбором имели небольшой успех, еще ничего не значит».
Спустя три дня, 10 декабря, английский дальневосточный флот (Форсе Z) получил такой же сокрушающий удар. Японские самолеты торпедировали линкоры «Принц Уэльский» и «Репульсе» — две самые мощные морские единицы. Гибель этих двух кораблей со всей очевидностью показала, что операции линкоров против противника, располагающего сильными ВВС, без воздушного прикрытия больше проводить нельзя. 11 декабря, через несколько минут после объявления США войны Германии, один из базировавшихся в Исландии американских истребителей сбил над Атлантикой дальний разведчик Фокке-Вульф-200 «Кондор».
Во второй половине декабря оснащенные радарами ASV гидросамолеты «Свордфиш», уцелевшие после гибели 12 ноября 1941 года их авианосца «Арк-Ройал», совершали ночные патрульные полеты против немецких подлодок, которые не прекращали попыток проникнуть в Средиземное море через Гибралтар. Во время одного такого дежурства они уничтожили подлодку U-451 капитан-лейтенанта Хофманна, — это было первое ночное уничтожение подлодки самолетом.
21 декабря 1941 года 2-й воздушный флот, переведенный с Восточного фронта на Сицилию, начал налеты на Мальту. Основной удар был нацелен на аэродромы острова и базу гидросамолетов в Калафрани. В то время как британские истребители пытались сбивать над Мальтой немецкие бомбардировщики, английские «Бленхеймы» атаковали сицилийские аэродромы.