Chiến tranh thế giới thứ hai bùng nổ, phe Trục gồm Đức, Ý, Nhật đánh lại phe Đồng Minh gồm Anh, Pháp, Liên Xô. Sau có Mỹ và nhiều nước nữa tham chiến (trong đó có Việt Minh, Pathet Lào, Issarak Campuchia tại Đông Dương.

Vào tháng 9 năm 1940, ngay giữa Chiến tranh thế giới thứ hai, Chính phủ Vichy của Pháp, vì đã đầu hàng Đức Quốc xã, đồng ý cho quân đội Nhật Bản đổ bộ vào Bắc Kỳ. Ngay lập tức, quân đội Nhật dùng đó làm bàn đạp ảnh hưởng đến các chiến trường Trung Quốc và Đông Nam Á. Trên thực tế, đây là một điểm quan trọng trong chiến lược quân sự của Nhật nhằm thống trị toàn bộ Đông Nam Á. Trong khi chờ đợi cuộc đại thắng của Đức tại châu Âu, Nhật tạm thời duy trì hệ thống bảo hộ của Pháp tại Đông Dương. (Trong những trận đánh lớn hồi đó có thể kể đến việc hải quân và không quân Nhật xuất phát từ Cam Ranh và Sài Gòn tiêu diệt Hạm đội Viễn Đông của Anh).

Thời gian này, Đảng Cộng sản Đông Dương lãnh đạo nhiều cuộc khởi nghĩa chống thực dân Pháp, như Khởi nghĩa Nam Kỳ, Khởi nghĩa Bắc Sơn, Xô-viết Nghệ Tĩnh nhưng đều thất bại. Những binh lính tham gia chiến tranh Thái Lan thực hiện cuộc Binh biến Đô Lương cũng thất bại.

Vào tháng 5 năm 1941, các lực lượng ái quốc, trong đó nòng cốt là Đảng Cộng sản Đông Dương, do Hồ Chí Minh dẫn đầu, tập hợp tại một địa điểm gần biên giới Việt–Trung, tham gia một tổ chức đứng về phía Đồng Minh giành độc lập cho Việt Nam, gọi là Việt Nam Độc lập Đồng minh, thường được gọi tắt là Việt Minh. Tổ chức này xây dựng một chiến khu do họ kiểm soát ở biên giới Việt–Trung.

Trong bài thơ Lịch sử nước ta viết năm 1941 để cổ vũ nhân dân, Hồ Chí Minh đã phân tích tình hình:

Ngày 22 tháng 12 năm 1944, Võ Nguyên Giáp thành lập một trung đội 34 người mang tên Việt Nam Tuyên truyền Giải phóng quân (một trong những tiền thân của Quân đội Nhân dân Việt Nam), ngay sau khi thành lập đã tiến đánh quân Nhật, mở rộng chiến khu. Trước khi Nhật đầu hàng Đồng Minh, chiến khu đã bao gồm nhiều tỉnh vùng đông Bắc Bắc Bộ, gọi là chiến khu Việt Bắc.

Trong khi đó, phản ứng trước sự kiện Nhật đảo chính Pháp, giành quyền kiểm soát toàn bộ Đông Dương, ngày 12 tháng 3 năm 1945, Ban Thường vụ Trung ương Đảng Cộng sản Việt Nam ra chỉ thị "Nhật - Pháp bắn nhau và hành động của chúng ta" nhằm phát động cao trào kháng Nhật cứu nước (thay đổi hình thức tuyên truyền, tổ chức đấu tranh để thích hợp với thời kỳ tiền khởi nghĩa, tập dượt quần chúng tiến lên khởi nghĩa giành chính quyền).

Dưới sự cai trị của Nhật, từ tháng 10 năm 1944 đến tháng 5 năm 1945, nạn đói khủng khiếp diễn ra làm 2 triệu người chết. Đây là thời cơ để Việt Minh xây dựng lực lượng lớn khắp cả nước, họ tập hợp nhân dân phá các kho thóc Nhật để lấy gạo phát cho dân đói. Đồng thời, một đại hội đại biểu toàn quốc họp trên chiến khu, thành lập Quốc dân Đại hội, tức quốc hội lâm thời. Khi Nhật thất bại, khởi nghĩa nổ ra trên toàn quốc, đó là Cách mạng tháng Tám. Cách mạng diễn ra nhanh chóng với sự tham gia của hầu hết dân chúng, Việt Minh giành được chính quyền trên cả nước chỉ trong khoảng mười ngày.

Tại châu Âu, Đức thất trận và đầu hàng ngày 7 tháng 5 năm 1945. Ngày 6 tháng 8, Hoa Kỳ ném hai trái bom nguyên tử trên đảo Hiroshima và Nagasaki. Ngày 15 tháng 8, Nhật hoàng tuyên bố đầu hàng vô điều kiện. Quân Nhật tại Việt Nam dao động nhưng không tan rã, thậm chí vẫn giữ nguyên khí giới và các chốt phòng thủ. Tuyên bố Potsdam của Anh, Mỹ và Trung Hoa Dân quốc gửi Nhật ngày 26 tháng 7 không nói rõ phần lãnh thổ nào của Đông Dương sẽ do ai giải giới vũ khí mà chỉ nói các vùng lãnh thổ do Nhật Bản chiếm được bằng vũ lực sẽ được các nước đồng minh vào giải giới. Tuyên bố cũng không nhắc đến việc vùng nào do ai giải giới mà chỉ nói là phe Đồng minh (bao gồm cả Việt Minh) sẽ tham gia giải giới.[1] Tuy nhiên, Thủ tướng Nhật lúc đó là Suzuki tuyên bố Tuyên bố Potsdam không ràng buộc thêm bất cứ nghĩa vụ nào với Nhật Bản so với Tuyên bố Cairo trước đó. Thậm chí phía Nhật đã bác bỏ Tuyên bố Potsdam.[2] Tới 10/08/1945, phía Nhật mới chấp nhận Tuyên bố Potsdam.[3]

Trước tình hình đó, Nhật bàn giao cho Khâm sai Bắc Kỳ, Phan Kế Toại, bộ máy hành chính địa phương, Sở Bảo An, Sở Mật thám trung ương, Sở Kiểm duyệt và một số công sở khác. Nhật chỉ giữ quyền kiểm soát Ngân hàng Đông Dương và Phủ Toàn quyền.[4] Đầu tháng 8/1945, cán bộ Việt Minh Đoàn Xuân Tín được giao nhiệm vụ gặp Phan Kế Toại để nắm bắt tư tưởng và vận động ông ủng hộ Việt Minh, đồng thời thăm dò thái độ của Chính phủ Trần Trọng Kim[5] Sau đó, Khâm sai Phan Kế Toại gặp Nguyễn Khang, người do Xứ ủy Bắc Kỳ cử đến. Ông đề nghị Việt Minh tham gia Chính phủ Bảo Đại và ngừng các hoạt động chống Nhật nhưng Nguyễn Khang bác bỏ.[6]