Войска Германии, Италии и Венгрии 06 апреля 1941 года внезапно напали на Югославию, сломили сопротивление королевской армии и 18 апреля принудили её к капитуляции. Король Пётр II Карагеоргиевич, правительство и высшее командование эмигрировали за границу. Территория страны была оккупирована и разделена между участниками агрессии (на территории Хорватии было создано т. н. Независимое государство Хорватия во главе с А. Павеличем). Представители правых партий Югославии встали на путь сотрудничества с оккупантами. Организации хорватских националистов и великосербского движения создали свои воинские формирования, которые перешли в подчинение оккупационных властей.
Для руководства вооруженной национально-освободительной борьбой Коммунистическая партия Югославии создала Военный комитет, направлявший действия местных военных комитетов. 27 июня создан Главный штаб партизанских отрядов Югославии во главе с И. Тито. К этому времени на территории Югославии находились: 4 германских, 12 итальянских, 2 болгарсих дивизии и 5 дивизий бывшей югослаской армии, 12 венгерских и болгарских бригад, ряд отдельных частей и подразделений - всего около 400 тыс. человек.
В июле 1941 года начались боевые действия партизанских отрядов. Освобождённые от оккупантов районы становились базами партизанского движения. Наиболее значительной была освобождённая территория в Западной Сербии, получившая название «Ужицкая республика». Осенью 1941 года оккупанты предприняли широкое наступление против партизан. Активные боевые действия продолжались до декабря 1941 года. Основная группировка партизан была вынуждена оставить освобождённую территорию и с боями отойти в Санджак.К концу 1941 года в партизанских отрядах насчитывалось около 80 тыс. человек. В то же время численность оккупационных войск и сотрудничавших с ними местных формирований доходила до 620 тыс. человек. В течение зимы 1941/1942 года и весной 1942 года шли ожесточённые бои с оккупантами и их приспешниками по всей Югославии. Партизанские части и соединения, отступившие из Сербии, образовали совместно с санджакскими, черногорскими, герцеговинскими и восточнобоснийскими партизанскими формированиями единую свободную территорию с центром в городе Фоча. В результате наступления оккупантов главные силы партизан, избегая фронтальных столкновений, отошли в район на стыке границ Боснии, Герцеговины и Черногории.В ноябре 1942 года Верховный штаб принял решение о создании Народно-освободительной армии Югославии (НОАЮ), состоящей из бригад, дивизий и корпусов. К концу 1942 года в НОАЮ было 38 бригад, сведённых в 9 дивизий, составлявших 2 корпуса, а также имелись 36 партизанских отрядов и ряд более мелких частей общей численностью 150 тыс. человек. Для укрепления руководства, её международного признания создан единый политический орган страны - Антифашистское вече народного освобождения Югославии (АВНОЮ). В 1943 году НОАЮ сорвала планы германского командования по разгрому её главных сил: в феврале - марте на реке Неретва, в мае - июне в долине реки Сутеска. Италия в сентябре 1943 года капитулировала. Войска НОАЮ разгромили и разоружили 10 итальянских дивизий. Были освобождены обширные районы страны: б. ч. Далмации, Хорватского Приморья, Боснии, Черногории, значительная часть Словении и др. районы.
К осени 1943 года в НОАЮ насчитывалось уже 9 корпусов (27 дивизий), несколько отдельных бригад, 105 партизанских отрядов и 20 отдельных партизанских батальонов - всего около 300 тыс. человек. В составе НОАЮ сражались советские, чехословацкие, венгерские, болгарские, итальянские партизанские батальоны и бригады. К этому времени около половины территории Югославии было освобождено от оккупантов. 29 ноября 1943 года АВНОЮ провозглашено высшим законодательным и исполнительным представительным органом народов Югославии, создан Национальный комитет освобождения Югославии в качестве временного народного правительства и объявлен федеративный принцип строительства страны, гарантирующий равноправие её народов. Югославское эмигрантское правительство лишалось всех прав; королю Петру II запрещалось возвращаться в страну.
На Тегеранской конференции 1943 года руководители СССР, США и Великобритании решили предоставить НОАЮ помощь вооружением и материальными средствами. В Югославию 23 февраля 1944 года прибыла советская военная миссия, одной из задач которой было оказание помощи НОАЮ в получении оружия и боевой техники из СССР. С марта военные грузы доставлялись по воздуху. С вступлением советских войск в Югославию военное имущество передавалось НОАЮ непосредственно с фронтовых складов. Всего за годы войны НОАЮ получилае силы НОАЮ вели упорные бои по прорыву в Сербию в целях её освобождения.
В сентябре 1944 года советские войска на широком фронте вышли к границам Югославии и получили возможность более тесно взаимодействовать с НОАЮ, которая к этому времени имела 15 корпусов (50 дивизий), 2 оперативные группы (каждая состояла из 2 бригад), 16 отдельных пехотных бригад и 130 партизанских отрядов. В составе этих сил насчитывалось около 400 тыс. бойцов. Советское правительство и Национальный комитет освобождения Югославии приняли решение о совместных действиях РККА и НОАЮ в целях освобождения восточных районов страны и её столицы - Белграда.В конце сентября - октябре 1944 года войска 3-го Украинского фронта Красной Армии, НОАЮ и часть сил Болгарской народной армии провели Белградскую операцию 1944 года, в результате которой были освобождены восточные районы Югославии и Белград. По приказу Верховного штаба в январе - марте 1945 года были сформированы 1, 2, 3, 4-я армии, которые продолжили освобождение Югославии, а НОАЮ получила новое название - Югославская армия. В её составе насчитывалось 59 дивизий общей численностью 800 тыс. человек. В марте 1945 года сформировано Временное объединённое правительство Демократической Федеративной Югославии (ДФЮ), главой правительства и министром народной обороны которой стал И. Тито.
Временное правительство ДФЮ признали Великобритания (14 марта), СССР (24 марта) и США (2 апреля). В Москве между СССР и ДФЮ 11.04.1945 года подписан Договор о дружбе, взаимной помощи и послевоенном сотрудничестве. К 15 мая Югославия была полностью освобождена. В борьбе с фашизмом народы Югославии понесли большие потери; всего с учётом лиц, угнанных в фашистскую неволю, они составили свыше 1,7 млн. человек, т. е. свыше 10% населения страны. Боевые потери НОАЮ и партизанских отрядов - 305 тыс. человек убитых и 425 тыс. раненых. В рядах НОАЮ сражались около 3 тыс. советских граждан.