作为德国空军最精锐的突击力量，第11航空军下辖第7空降师、第22机降师和滑翔突击团，装备有约500架Ju-52运输机和80架滑翔机，总兵力约3万人。由于此时第22机降师滞留在罗马尼亚无法按时赶到集结地点，德军最高统帅部无奈之下临时决定将缺乏机降作战系统训练的第5山地步兵师划归给第11航空军。德军具体作战部署是：岛上作战由第7空降师师长萨斯曼中将统一指挥，他将亲率第7空降师伞兵第3团和第2团（欠第2营）在雷西姆农和干尼亚空降，占领当地机场、苏达湾；第7空降师伞兵第1团和伞兵第2团2营在伊拉克利翁空降夺取机场；滑翔突击团在马拉马空降夺取机场和港口；第5山地步兵师为战役预备队，机降或海运上岛增援。
此时克里特岛上约有希军1.4万人、英军3万人，在总兵力上占有一定优势。但由于岛上地形复杂，仅在北部地区建有一条公路，并不利于守岛部队的抗登陆防御作战。虽然英国情报机关在德军行动之前收集了大量德军即将实施大规模空降作战的情报，但克里特岛守军指挥官却认为德军主力会从海上登陆，空降部队只不过是为了夺取机场和港口而已，因此将防御重点放在了苏达湾和马拉马机场上，而没有对各个机场的设施进行破坏。后来的事实证明，这些机场为德军最终占领克里特岛提供了非常大的便利。
出师不利
1941年5月20日凌晨4时30分，搭载德军空降部队的运输机群开始起飞，“水星行动”正式拉开了序幕。但萨斯曼和师部乘坐的滑翔机从希腊基地起飞20分钟后，就将一架战斗机与运输机连接在一起的拖索撞断，滑翔机随即失控栽向了地面，萨斯曼和师部成员全部丧生，直接导致德国空降部队的行动陷入了巨大混乱之中。清晨5时许，德国空军轰炸机群飞临克里特岛上空，对马拉马、伊拉克利翁机场和干尼亚市区实施了猛烈的空中轰炸。两个小时后，滑翔突击团首先飞临马拉马机场，采用滑翔机和伞降的方式实施登陆。80架滑翔机中的大部分顺利在塔威拉尼蒂斯河河谷着陆，之后德军伞兵主力从西面向机场发起了攻击，余下的伞兵则开始了夺取塔威拉尼蒂斯河大桥的战斗。该桥是岛上唯一一条公路上的唯一一座桥梁，具有十分重要的军事价值。经过约30分钟的激战，德军攻占了大桥。伞降的滑翔突击团士兵在下降过程中就遭到了地面火力的巨大杀伤，少量成功降落的伞兵也由于被地面守军分割包围而处境危急。早先对马拉马机场实施攻击的德军也出师不利，在夺取机场附近制高点的战斗中损失惨重，战局处于僵持状态。
与此同时，伞兵第3团到达干尼亚附近的加拉图斯地区上空。由于地面被守军释放的烟幕弹和飞扬的尘土所覆盖，加上猛烈的防空火力，使得Ju-52运输机飞行员无法准确定位空降地点，导致伞兵着陆面积非常分散，无法在短时间内完成集结以形成战斗力，不得不就地组织工事抵御守军的攻击，人员伤亡惨重。此时，德军指挥部由于与岛上作战部队失去了通信联络，并不知道第一攻击波遭到了巨大损失，于是开始准备第二攻击波，向雷西姆农和伊拉克利翁实施空降攻击。
下午16时，伞兵第2团第1、第3营在雷西姆农实施空降。由于空降区域聚集了160多架运输机，现场异常混乱，伞兵多在仓促情况下跳出机舱，因而很难在预定地面集结。到了黄昏时分，第2团已伤亡400多人，但仍没能夺取雷西姆农机场。伞兵第2团由于运输飞机延误，迟至17时才赶到伊拉克利翁实施机降，同样在付出了重大伤亡之后还是无法顺利夺取机场。
扭转战局
1941年5月21日凌晨，滑翔突击团经过一昼夜的激战，终于夺取了马拉马机场，这成为克里特岛战役的转折点，德军利用该机场持续向岛上运送增援部队，第5山地步兵师的到来彻底扭转了德军在战役初期非常不利的战局。5月22日夜间，德军还试图使用摩托艇载运登陆步兵从海上实施增援，但在途中遭到英国军舰的拦截，绝大部分被击沉。5月23日白天，德国空军对克里特岛附近海域的英国舰队实施了重点打击，击沉2艘巡洋舰和1艘驱逐舰、击伤2艘巡洋舰和2艘战列舰。面对如此重大的损失，英国海军地中海舰队司令不得不下令舰队撤到埃及的亚历山大港，克里特岛上的英国军队失去了海上支援，处境更加艰难。
获得克里特岛制空权和制海权之后，德军开始向岛上大规模输送人员装备和补给物资，地面攻击力度也开始加大。至5月24日傍晚时分，德军已经完全占领克里特岛西部地区，并向东快速推进。5月25日德军再次在克里特岛东部空投伞兵增援部队，4天之内就先后攻下了干尼亚、苏达湾、雷西姆农机场和伊拉克利翁机场。面对克里特岛守军即将全线崩溃的现实，英国从亚历山大港派出了以“无畏”号航空母舰为首的舰队前往克里特岛进行支援。掌握了制空权的德军并没有给这支舰队任何机会，“无畏”号航空母舰和1艘战列舰、1艘驱逐舰被炸成了重伤，不得不中途撤回。眼见无力回天，英军从5月28日晚开始乘船撤向埃及，至5月31日共撤出1.7万人，再次上演“敦刻尔克式的奇迹”。在此期间，为了掩护守军撤退，英国海军付出了巨大代价，1艘巡洋舰和3艘驱逐舰被击沉、5艘巡洋舰和3艘驱逐舰被击伤。6月1日，希腊军队残部约6000人来不及撤走，全部被德军俘虏。6月2日，德军占领了整个克里特岛。
在克里特岛登陆战役中，德军共阵亡约4000人，伤1万人，损失飞机220架。第7空降师的伤亡人数超过了全师总人数的3/4，在很长一段时间内不能再进行大规模的空降作战。由于德国空降部队在这一场战斗中伤亡惨重，克里特岛因此被称作是“德国伞兵的坟墓”。从那之后，希特勒禁止再次进行大规模的空降作战。
大西洋潜艇战
战争爆发前，德国海军拥有56艘作战潜艇，但其中有10艘还未完成最后的战备检验，24艘为250吨级的小型潜艇，剩下来仅有22艘适合在大西洋海域作战。当时德国的造船厂都在开足马力建造大型水面舰艇，建造潜艇对他们来说只是个“副业”而已。
初战告捷
德国入侵波兰后的第三天晚上，德国海军U-30号潜艇在赫布里底群岛以西约200海里的海域使用鱼雷将英国“雅典娜”号客轮击沉。此时英国虽然已经向德国宣战，但依然幻想德国能够立即停止在波兰的军事行动，所以并没有对德国采取任何形式的进攻。面对德国潜艇在大西洋上的突然袭击，英国可以说是既没有预想到，也没有准备好。“雅典娜”号被击沉之后，在希特勒的亲自授意下德国矢口否认与此事有关，并删除了U-30号潜艇航海日志上与“雅典娜”号客轮有关的所有信息，甚至还反咬一口宣称该事件是由丘吉尔精心策划的“苦肉计”。一贯强硬的希特勒为什么在这件事情上会遮遮掩掩呢？主要是因为与强大的英国皇家海军比起来，此时德国海军的实力还是太弱，希特勒说起话来自然底气不足。
此时担任德国潜艇部队司令的是卡尔·邓尼茨少将，他认为“第一次世界大战肯定了潜艇在反海上贸易战中的作用。潜艇很适合执行这种任务，它能闯入敌人的海上交通海区，而无须事先取得这个海区的制海权。二等海军中，由于海军兵力有限，没有别的手段去突击更强大的海军国的交通线，所以应当使用潜艇”。邓尼茨生于1891年，19岁那年加入德国海军，随后在巡洋舰上服役。第一次世界大战中，邓尼茨被调至德军潜艇部队，曾经在地中海和大西洋海域作战。战后邓尼茨继续在海军服役。希特勒掌权之后，邓尼茨被委派重建德国潜艇部队，随后担任德国潜艇部队司令，获海军准将衔。邓尼茨是“无限制潜艇战”的积极鼓吹者，主张德国海军应重点发展潜艇部队，以抗衡英国海军庞大的水面舰队。在德军潜艇的战前演练中，邓尼茨一改潜艇自第一次世界大战以来单独作战的传统，倡导多艇结群合同作战的战术，这就是日后给盟军海上交通线带来巨大麻烦的“狼群战术”的雏形。
大西洋海战爆发之后，虽然手头上的兵力有限，但邓尼茨还是为希特勒带来了不少惊喜。1939年9月14日，德军U-39号潜艇在赫布里底群岛以西150海里处成功逼近英国“皇家方舟”号航空母舰，德军发射的鱼雷在英军船舷旁爆炸，后者幸运地躲过了一劫。3天后，U-29号潜艇在爱尔兰附近海域将缺乏保护的英国“勇敢”号航空母舰击沉。10月14日，U-47号潜艇潜入苏格兰北部奥克尼群岛的英国海军基地斯卡帕湾，将“皇家橡树”号战列舰击沉。至1939年年底，英国共损失船只221艘，其中被德国潜艇击沉114艘（约42万吨位），占到了总损失数量的一半以上。邓尼茨的“无限制潜艇战”在让英国感到前所未有恐慌的同时，也让希特勒看到了潜艇作战的巨大潜力，于是采纳了邓尼茨大力发展潜艇部队的建议，开始全面实施大批量建造作战潜艇的计划。这时候，邓尼茨开始考虑全面实施战前就已制订的“狼群战术”。德国机械化部队横扫欧洲大陆之后，邓尼茨先后在挪威和法国沿海地区建立了潜艇基地，这比从本国基地绕道英国北部进入大西洋的航程缩短了约450海里，极大提高了德国潜艇部队的作战能力。
可怕的狼群
1940年7月，德国开始在北海和大西洋中部海域实施“狼群战术”，保持每天平均有10～15艘潜艇在这些海域活动。这些潜艇平时在英国运输船队可能往来的海上交通线上待命，一旦发现单独航行的运输船，只要有可能就立即进行攻击。如果发现运输船队有武装护航舰船进行掩护，则马上通过无线电直接向在洛里昂的德军潜艇司令部报告护航运输船队的位置、规模、航向和航速等重要信息，并与之保持接触。德军潜艇司令部接到情报之后，立即调集附近海域的其他作战潜艇驶往该海域增援。当在护航运输船队的周围聚集到足够数量的潜艇之后，德国人就会马上开始攻击。这些潜艇集中发射鱼雷之后，就迅速下潜以躲避护航舰船深水炸弹的攻击。当护航舰船的攻击结束之后，德国潜艇群还会继续跟踪运输船队并伺机进行再次攻击，直至该船队到达港口为止。
10月17日，一艘德国潜艇在罗卡尔以北海域发现了由锡德尼驶向北海的编号为SC-7的英国慢速护航运输船队，随即召唤了另外5艘潜艇前来。恰好此时编号为HX-79的英国快速护航运输船队也驶入了该海域，德国潜艇群立即对这两个船队进行了攻击。战斗结束之后，英国运输船队被击沉30余艘，德国潜艇则全身而退。这场海战是德国潜艇部队在大西洋海战期间所取得的最大一次胜利。1941年2月，邓尼茨对原有的潜艇群攻击战术进行了改进，改由6～8艘潜艇事先埋伏在英国护航运输船队可能通过的航线上，各艇之间相隔30海里实施战斗巡逻。从1940年7月至1941年3月间，德国潜艇击沉盟军运输船380余艘，“狼群战术”获得了空前的成功。
面对日益严重的德军潜艇威胁，英国自1941年4月开始在冰岛建立护航舰艇基地，以便能充分获得驻冰岛的英国海岸空军的保护。同时还在英国海军舰艇上装备无线电侧向仪和雷达，以测定德国潜艇的方位，从而及时发现和规避潜艇的攻击。针对英国人的应对措施，邓尼茨决定从5月8日开始放弃之前制订的事先集结的作战方式，转而将潜艇部队“化整为零”，将其分布到更大范围的海域内，这样既利于自我保护，也有利于潜艇的作战机动性。5月份是德国潜艇“狼群战术”实施的顶峰时期，这个月英国总计被击沉了32万吨位的运输船，因而被英国官方称作是第二次世界大战中最困难的一段时期。
1941年6月，为了配合德国在苏联战场的地面行动，德国海军开始抽调部分潜艇前往波罗的海拦截驶往苏联北方的运输船队。尽管此时在大西洋海域的德国潜艇数量有所减少，但其所获得的战绩依然令人吃惊。U-107号潜艇在当年4月到6月间共击沉14艘运输船，创造了整个战争期间潜艇作战的最高纪录。1942年4月，德国海军拥有288艘潜艇，其中在大西洋战场就集中了81艘，此时对于邓尼茨来说可谓兵强马壮。