Trong những năm đầu của Thế chiến, quân Úc theo sát chiến lược của quân Anh, vì thế phải theo quân Anh đánh quân Đức tại Địa Trung Hải, Trung Đông và châu Phi. Quân Úc là một lực lượng chủ yếu của quân đội Khối Thịnh vượng chung Anh. Lục quân Úc AIF và không quân Úc RAAF tham gia nhiều trận đánh khốc liệt tại những vùng đất xa xôi quê nhà này.[18]

Bắc Phi

Chiến thuyền HMAS Sydney năm 1940

Trong ba quân chủng, Hải quân Úc đụng trận đầu tiên tại mặt trận Địa Trung Hải. Khi Ý tham gia chiến tranh ngày 10 tháng 6 năm 1940, Hải quân Úc gồm 1 chiếc tuần dương HMAS Sydney và 5 chiếc khu trục quá cũ đang thả neo tại Alexandria (Ai Cập) trong hạm đội của Hải quân Hoàng gia Anh. Trong vài ngày đầu của chiến trận Địa Trung Hải, Sydney bắn chìm một tàu khu trục Ý và chiến hạm HMAS Voyager bắn chìm một tàu ngầm. Tại trận Cape Spada, tàu Sydney và một toán khu trục Anh tấn công hai chiếc tuần dương Bartolomeo Colleoni và Giovanni dalle Bande Nere của Ý. Bartolomeo Colleoni bị bắn chìm. Chiến hạm Sydney tham chiến suốt năm 1940 và sau đó được tàu HMAS Perth sang thay phiên vào tháng 2 năm 1941.[19]

Lục quân Úc tham chiến lần đầu tiên trong chiến dịch Compass trên chiến trường Bắc Phi từ tháng 12 năm 1940 đến tháng 2 năm 1941. Sư đoàn 6 Úc được lệnh đến tiếp ứng Sư đoàn 4 Ấn Độ ngày 14 tháng 12. Sư đoàn 6 lúc bấy giờ tuy còn thiếu kinh nghiệm và vũ khí, nhưng đã huấn luyện kỹ nên vẫn chấp nhận lệnh đi cùng của Sư đoàn 7 Thiết giáp Anh tấn công và chiếm đóng các đồn ải của quân Ý.[20]

Bản đồ chiến dịch Compass và các cứ điểm quân sự

Sư đoàn 6 Úc đụng trận tại Bardia ngày 3 tháng 1 năm 1941. Lực lượng Ý tại đây khá mạnh nhưng quân Úc nhanh chóng chọc thủng tuyến phòng thủ dưới yểm trợ của pháo binh và thiết giáp Anh. Gần 40.000 quân Ý đầu hàng ngày 5 tháng 1.[21] Sư đoàn 6 nhân thế thắng, tấn công Tobruk ngày 21 tháng 1 và bắt được 25.000 tù binh Ý.[22] Sau đó quân Úc hành quân dọc ven biển đánh chiếm luôn Benghazi ngày 4 tháng 2.[23] Sư đoàn 6 Úc được lệnh kéo sang Hy Lạp vào cuối tháng 2. Sư đoàn 9 Úc (trước đó chưa bao giờ đụng trận) kéo vào căn cứ Cyrenaica tại Bắc Phi thay thế Sư đoàn 6.[24]

Cuối tháng 3 quân Đức tấn công Cyrenaica và đẩy lui quân Đồng Minh về phía đông. Sư đoàn 9 của Úc nhận trách nhiệm đi đoạn hậu, vừa đánh vừa lui. Quân Úc sau đó được lệnh phải giữ vững Tobruk trong 2 tháng để quân Anh kịp rút chạy về Ai Cập củng cố lực lượng. Trong trận Tobruk, Sư đoàn 9 Úc cùng Lữ đoàn 18 Anh và một số trung đoàn pháo binh và thiết giáp của Sư đoàn 7 Anh đào hào đắp ụ chiến lược chống cự và đẩy lui được nhiều đợt tấn công của xe tăng và bộ binh Đức. Hải quân Úc cũng tham gia chống giữ Tobruk, vừa pháo kích vào quân địch vừa đem tiếp viện từ Địa Trung Hải. Hai tàu chiến HMAS Waterhen và HMAS Parramatta của Úc bị bắn chìm trong lúc thi hành nhiệm vụ này. Tư lệnh quân Anh theo yêu cầu của chính phủ Úc cho Sư đoàn 9 rút khỏi Tobruk vào tháng 9, và đưa Sư đoàn 70 Lục quân Anh vào thay thế. Nhưng Tiểu đoàn 2/13 Úc phải ở lại chiến đấu tại Tobruk cho đến tháng 12 khi cuộc rút lui hoàn thành. Trong cuộc bảo vệ Tobruk, quân Úc thiệt mất 3.009 lính, trong đó 832 bị chết, và 941 bị quân Đức bắt làm tù binh.[25]

Hai phi đoàn số 3 và số 450 Không quân Úc cũng có mặt tại chiến trường Bắc Phi. Ngoài ra, phi công Úc chiếm số lớn trong các đơn vị không quân Anh Desert Air Force.[26]

Hy Lạp, Crete và Liban

Lính Úc trong cuộc tháo chạy từ Hy Lạp về Alexandria.

Đầu năm 1941, Sư đoàn 6 và bộ chỉ huy Quân đoàn 1 Úc được đưa sang bảo vệ Hy Lạp chống cuộc xâm lăng của quân Đức. Trung tướng chỉ huy trưởng Úc Thomas Blamey và thủ tướng Menzies rất lo ngại về cuộc chiến tại Hy Lạp nhưng phải chấp nhận khi tư lệnh Anh cố tình trình bày cho Úc rằng cơ hội thua trận rất ít. Trên thực tế, lực lượng Đồng Minh đem vào Hy Lạp quá nhỏ so với số quân hùng hậu của Đức. Ngoài ra, quân Đồng Minh còn bị trở ngại về liên lạc thông tin với quân địa phương Hy Lạp.[27] Quân Úc đến Hy Lạp vào tháng 3 và nhận giữ các cứ điểm phía bắc, cùng các đơn vị quân Anh và New Zealand. Chiến thuyền HMAS Perth được giao công tác bảo vệ các đoàn tàu tiếp viện và tham gia trận đánh tại Cape Matapan.

Ngày 6 tháng 4 năm 1941, quân Đức tràn sang đánh phá dữ dội, quân Đồng Minh đánh không lại phải bỏ chạy. Quân Úc và Đồng Minh vừa đánh đỡ vừa chạy về phía nam và leo lên tàu rút khỏi Hy Lạp từ ngày 24 tháng 4 đến ngày 1 tháng 5. Tàu chiến Úc kéo đến bảo vệ cuộc rút quân thê thảm này. Sư đoàn 6 Úc bị tổn thất rất nặng: 320 chết và 2.300 bị quân Đức bắt làm tù binh.[28]

Trong khi Sư đoàn 6 chạy về Ai Cập, Lữ đoàn 19 Úc và hai tiểu đoàn lục quân Úc kéo đến đảo Crete chống lại cuộc tấn công của lính dù Đức. Lữ đoàn 19 giữ được vị trí trong thời gian đầu. Chẳng may, chỉ huy Đồng Minh suy tính sai lầm để mất các phi cảng chính và quân Đức đem thêm quân trở lại tấn công ác liệt. Quân Đồng Minh thua to bỏ chạy. Vì không có đường thoát, gần 3.000 lính Úc - trong đó có toàn bộ tiểu đoàn 2/7 Úc - bị bắt.[29] Hải quân Úc lúc này được tăng cường hai chiến thuyền là HMAS Napier và HMAS Nizam. Các tàu chiến Úc một lần nữa phải đến cứu vớt lục quân Đồng Minh trên đường bỏ chạy từ Crete.[30] Sau hai chiến bại, Sư đoàn 6 Úc chịu tổn thất quá nặng nề phải chấn chỉnh hàng ngũ trong vài tháng sau đó trước khi tái chiến.[31]

Xe tải quân đội Úc tại ven biển Liban trong chiến cuộc Syria-Liban

Tin thua trận làm lung lay tình hình chính trị tại Úc. Menzies bị mất tín nhiệm và phải từ chức ngày 26 tháng 8. Arthur Fadden lên thay thế chức thủ tướng nhưng đến ngày 3 tháng 10 thì chính phủ Fadden sụp đổ. John Curtin của Đảng Lao động Úc lên làm thủ tướng.[32]

Quân Úc thuộc Sư đoàn 7 và Lữ đoàn 17 của Sư đoàn 6 là lực lượng chủ yếu của Đồng Minh trong chiến dịch Syria-Liban, tấn công các căn cứ của quân đội chính phủ Vichy trong hai tháng 6 - 7 năm 1941. Không quân Úc RAAF cùng Không quân Anh RAF yểm trợ cuộc tấn công của Lục quân Úc. Ngày 8 tháng 6, quân Úc kéo vào Liban và tiến dọc theo ven biển và vùng thung lũng sông Litani. Quân Pháp Vichy tuy yếu nhưng biết lợi dụng địa thế hiểm trở nên có đủ khả năng phòng chống.[33] Quân Đồng Minh bị cầm chân cho đến khi được tiếp viện. Bộ chỉ huy Quân đoàn 1 Úc đến thay thế lãnh chức vụ chỉ huy và mở cuộc đánh dồn. Quân Pháp thua chạy. Sư đoàn 7 liền đó tấn công và chiếm Beirut ngày 2 tháng 7. Sau khi thua trận tại Beirut và tuyến phòng thủ tại Syria đã vỡ, quân Vichy phải xin ký hòa ước và chấm dứt cuộc chiến ngày 13 tháng 7 năm 1941.[34]

El Alamein

Trung đoàn 2/8 Úc tại El Alamein tháng 7 năm 1942Đài tưởng niệm quân Úc thuộc Sư đoàn 9 tại nghĩa trang El Alamein.

Trong nửa sau của năm 1941, Quân đoàn 1 Úc tập trung lực lượng tại Syria và Liban để củng cố chuẩn bị tham gia các trận đánh tới tại Trung Đông. Lúc này Nhật Bản bắt đầu bành trường thế lực tại Thái Bình Dương và là một hăm dọa cho an ninh quốc phòng Úc. Chính quyền Úc ra lệnh cho Sư đoàn 6 và 7 về Úc năm 1942. Theo thỏa hiệp với quân Anh-Hoa Kỳ, Sư đoàn 9 Úc phải ở lại Trung Đông. Quân Đồng Minh bù lại sẽ giúp tăng cường lực lượng Không quân Úc lên đến 73 phi đoàn.[35] Chính phủ Úc dự tính Sư đoàn 9 sẽ không tham gia nhiều chiến trận nên không tiếp viện thêm cho sư đoàn này.[36] Toàn bộ lực lượng hải quân Úc tại Trung Đông cũng được lệnh kéo về. Nhưng phi công không quân Úc vẫn phải tiếp tục chiến đấu tại đây.[37]

Tháng 6 năm 1942, 4 chiếc khu trục hạm Úc lại kéo từ Ấn Độ Dương về Địa Trung Hải tham gia chiến dịch Vigorous tại Malta. Quân Đồng Minh thất trận. Chiến hạm HMAS Nestor của Úc bị đánh bom và bị đắm ngày 16 tháng 6. Ba chiếc còn lại chạy về Ấn Độ Dương.[38]

Giữa năm 1942, quân Đức-Ý đánh bại quân Đồng Minh Anh tại trận Gazala và tiến sâu vào tây bắc Ai Cập. Tập đoàn quân 8 của Anh lập tuyến phòng thủ tại trạm xe lửa thuộc El Alamein, 100 km phía tây Alexandria. Sư đoàn 9 Úc được lệnh ra canh phòng vị trí này. Sư đoàn 9 đến El Alamein ngày 6 tháng 7 và giữ đầu phía bắc tuyến phòng thủ của Đồng Minh. Trong trận El Alamein thứ nhất, quân Úc tuy lập được thành tích chống cự quân Đức nhưng chịu tổn thất khá cao: toàn bộ tiểu đoàn 2/28 Úc bị bắt làm tù binh ngày 27 tháng 7. Sư đoàn 9 kéo về tiếp tục phòng thủ phía bắc trận tuyến và tái chiến trong trận El Alamein thứ hai vào tháng 9.[39]

Trong cuộc tấn công ác liệt nhất của trận El Alamein thứ hai, Sư đoàn 9 Úc đánh dọc ven biển để tỉa bớt lực lượng Đức-Ý đang đánh Sư đoàn 2 New Zealand. Nhờ đó mà Sư đoàn 2 New Zealand chọc thủng được phòng tuyến của quân Đức-Ý vào đêm 1 - sáng ngày 2 tháng 11. Sư đoàn 9 chịu tổn thất rất cao cho cuộc tấn công dụ địch này và sau đó không còn đủ sức truy đuổi quân phe Trục đang tháo chạy.[40] Chính phủ Úc yêu cầu tư lệnh Đồng Minh cho rút Sư đoàn 9 về với lý do Úc không đủ sức tiếp vận cho quân đội tại mặt trận Bắc Phi. Sư đoàn 9 Úc rời chiến trường châu Phi vào tháng 1 năm 1943.[41]

Tunisia, Sicilia và Ý

Máy bay P-51 Mustang thuộc Phi đoàn số 3 của Úc sau cuộc oanh tạc bắc Ý vào tháng 5 năm 1945

Sau trận El Alamien, các đơn vị chủ lực của Úc được kéo về, nhưng một số đơn vị hải và không quân Úc vẫn ở lại tham gia chiến đấu tại mặt trận châu Phi và châu Âu cho đến cuối cuộc thế chiến. Các phi đoàn Úc tháp tùng Tập đoàn quân 8 đánh vào Lybia và Chiến dịch Tunisia. Hai khu trục hạm Úc HMAS Quiberon và HMAS Quickmatch tham gia Chiến dịch Torch vào tháng 11 năm 1942.[42] Quân lực Úc tiếp tục tham chiến tại Ý.

Trong cuộc tấn công đảo Sicilia của Đồng Minh, Hải quân Úc đưa 8 chiếc hộ tống hạm lớp Bathurst đến tham chiến dưới chỉ huy của Hạm đội miền Đông của hải quân Anh. Các tàu chiến Úc cũng theo hộ tống nhiều đoàn tàu buôn tiếp vận của Đồng Minh.[43]

Không đoàn 239 và 4 phi đội thuộc phi đoàn Article XV Úc cũng góp phần trong trận đánh vào Sicilia.[44] Không đoàn 239 sau đó tiếp tục các phi vụ tấn công lãnh thổ Phát xít Ý vào tháng 9 năm 1943. Đơn vị này còn tham gia oanh tạc các đường tiếp vận của quân Đức cho đến cuối cuộc thế chiến. Phi đoàn 454 Úc cùng nhiều phi công Úc trong các phi đoàn Đồng Minh tham gia trận tấn công Ý vào tháng 8 năm 1944.[45]Không quân Úc còn tham gia các chiến dịch của Đồng Minh tại nhiều mặt trận khác. Phi đoàn 451 (sử dụng các máy bay Spitfire) và Phi đoàn 458 (sử dụng các máy bay Wellington) yểm trợ không quân Đồng Minh trong chiến dịch Dragoon tấn công vào phía nam nước Pháp vào tháng 8 năm 1944. Phi đoàn 451 lập căn cứ tại Pháp, sau đó chuyển về Ý và sau cùng về Anh. Phi đoàn 459 lập căn cứ tại phía đông Địa Trung Hải và châu Âu, công kích quân Đức tại Hy Lạp và biển Aegean.[46]

Ngoài ra còn có 150 lính Úc phục vụ trong Lực lượng không quân Balkan, trong đó có Phi đoàn 148 Úc chuyên thả tiếp vận và lính dù giúp lực lượng kháng chiến Nam Tư. Năm 1944, phi đoàn này đã cố gắng thả tiếp vận cho nhân dân Ba Lan trong cuộc nổi dậy Warsaw nhưng không thành công.[47]