Романтическое увлечение не отвлекало Эйзенхауэра от решения первоочередных задач. В это время перед державами-союзниками стоял вопрос о скорейшем открытии «второго фронта». И хотя основной проблемой являлась разработка операции под кодовым названием «Раундап», позднее переименованной в «Оверлорд», целью которой был заброс десанта через Ла-Манш, правительства союзных государств приняли другое решение. Приоритет был отдан операции «Торч» на берегах Северной Африки (1942), а также на острове Сицилия и Пиренейском полуострове (1943). Такое перераспределение задач предполагало разгром находившихся в Средиземноморье вражеских дивизий и перекрывало немцам пути к дальнейшему продвижению в азиатский регион, а также толкало гитлеровскую армию к неминуемому распылению сил и ослаблению оборонительно-наступательной мощи. Эйзенхауэр воплощал в жизнь эту операцию как командующий. После переломной победы союзников он продолжил разработку операции «Оверлорд». К этому времени авторитет его был огромен. После того, как на Тегеранской конференции 1943 г. было принято окончательное решение об открытии второго фронта в Европе, Эйзенхауэр стал Верховным главнокомандующим экспедиционными силами. Выбор его кандидатуры диктовался тем, что в средиземноморской кампании он доказал способность управлять англо-американским объединенным штабом и командовать совместными боевыми действиями союзных армий, проявив талант не только военачальника, но и дипломата, умело сглаживая политические разногласия, возникавшие между союзниками. Благодаря руководству Эйзенхауэра удалось собрать для вторжения в Северную Францию самые крупные силы в истории Второй мировой войны и при этом сохранить в секрете время и место их высадки. Всегда тщательно планируя боевые операции, главнокомандующий никогда не позволял себе вмешиваться во все детали работы подчиненных, считая, что каждый сам должен нести ответственность за принимаемые решения. Не делал исключения и для себя. На случай, если бы вторжение закончилось неудачей, Айк оставил документ, где говорилось: «Пехота, авиация и флот сделали все, что повелевают мужество и приверженность долгу. Если искать виноватых в неудаче, то повинен я один». 6 июня 1944 г. (день «Д») англо-американские войска успешно провели Нормандскую десантную операцию, и эта «объяснительная записка» не понадобилась. Стремительно развивая наступление, армия союзников к весне 1945 г. перешла Рейн и была готова к штурму Берлина. Но Эйзенхауэр, имея неточную информацию о планах организации обороны города, не повел войска на Берлин, а занял позицию в горном районе к югу от Мюнхена, полагая, что именно там произойдут последние сражения. Это решение привело к тому, что Берлин был взят Советской Армией.
После успеха Нормандской операции генерал Дуайт Дэвид Эйзенхауэр достиг пика полководческой славы. 3 сентября 1944 г. он взял на себя непосредственное руководство всеми сухопутными операциями на Западном фронте. В декабре 1944 г. ему присвоили звание генерала армии. К концу войны об Эйзенхауэре не слышал только глухой. Советское командование высоко оценило его роль во Второй мировой войне и в разгроме гитлеровской Германии. В 1945 г. Эйзенхауэр был награжден высшим советским военным орденом «Победа».
Вплоть до ноября 1945 г. Айк занимал должность военного губернатора американской зоны в Германии. Нужно отметить, что вопросам послевоенного восстановления Европы он всегда придавал особое значение, поэтому еще в 1944 г. выступал противником плана Моргентау, предусматривавшего деиндустриализацию Германии, а летом 1945 г. высказывался против атомной бомбардировки Японии, считая ее совершенно ненужной демонстрацией силы перед союзниками.
С конца 1945 г. по февраль 1948 г. Эйзенхауэр был начальником штаба армии, став преемником Маршалла. На этом посту генерал добился введения закона о всеобщей действительной службе и способствовал объединению воинских частей под гражданским контролем. После увольнения из армии в 1948 г. он в первую очередь издал мемуары о Второй мировой войне «Крестовый поход в Европу», где были в полной мере отражены все перипетии этого театра военных действий. Став гражданским человеком, Айк обнаружил, что перед ним открылись широкие перспективы. Отклонив множество поступавших с разных сторон предложений о работе, он принял приглашение Томаса Уотсона, тогдашнего председателя правления IBM, занять должность президента Колумбийского университета, опекуном которого тот являлся. На этом посту Эйзенхауэр пробыл до октября 1950 г.