聯合登陸
7月10日凌晨3時45分，巴頓和蒙哥馬利指揮的16萬美英登陸大軍分乘3200艘軍艦和運輸船，在1000架飛機掩護下，在西西里島的西南部和東南部實施登陸。海岸意軍士氣低落，僅進行了微弱抵抗。至中午時分，巴頓和蒙哥馬利的部隊順利地登上了各自的目標灘頭，並保持着攻擊態勢。
1943年7月11日，西西里島守軍在意軍古佐尼中將指揮下開始反擊。德第15裝甲師從島上西部調到了東岸，以阻止蒙哥馬利的英第8集團軍向北面的奧古斯塔移動;德軍戈林裝甲步兵師和意大利的2個摩托化步兵師則向巴頓的美第7集團軍發起反擊。德空軍出動了481架飛機頻頻轟炸盟軍灘頭部隊，盟軍飛機前來攔截，結果引起一場混戰，盟軍地面的防空武器不分敵我地進行炮擊。激烈的戰鬥持續了一天，德軍坦克幾乎推進到距美第7集團軍灘頭陣地不足2公里處。巴頓親臨前線指揮美軍奮力反擊，海軍也用猛烈的炮火轟擊德軍坦克。戰至傍晚，德軍損失大批坦克，被迫撤退。美軍趁勢攻佔傑拉城。
1943年7月12日，東面的英第8集團軍攻克了錫臘庫扎。
德意軍隊第一次反攻失利後，凱塞林知道大勢已去，只好與盟軍混戰以拖延時間，牽制盟軍，然後經墨西拿海峽退至意大利的卡拉布里亞。希特勒親自批准了凱塞林的計劃，將駐卡拉布里亞的德軍第29裝甲師和駐法國的第1空降師調往西西里島。在加強兵力的同時，德意部隊加緊調動，以阻止英第8集團軍威脅墨西拿。德戈林裝甲師被調往東部的卡塔尼亞;德軍第1空降師也同時在卡塔尼亞空降;德第15裝甲師在恩納附近阻止美第7集團軍北進;新調來的第29裝甲師部署在埃德納火山西南。這樣德意部隊構築了從恩納到卡塔尼亞的堅固防線。
1943年7月13日，蒙哥馬利手下的第13軍奮力突擊卡塔尼亞，盟軍145架飛機載着英第1空降旅1900名士兵從突尼斯出發在卡塔尼亞空降，配合地面部隊聯合進攻。德軍以德戈林裝甲師和第1空降師進行頑強抵抗，牢牢控制着從卡塔尼亞通向墨西拿的海岸公路。蒙哥馬利正面進攻受挫，被迫調第30軍繞過埃德納火山西側，在美第7集團軍的支援下進攻墨西拿。
巴頓不甘心讓蒙哥馬利獨唱主角，他兵分兩路，一路由布萊德雷率領美第2軍在西西里島中部支援英軍作戰，一路由凱斯將軍率領1個暫編軍直取西西里首府巴勒莫。
1943年7月22日，美軍不戰而克巴勒莫，俘虜意軍5.3萬人。巴頓的虛榮心得到了極大的滿足，艾森豪威爾也爲美軍的勝利而興高采烈。與此同時，蒙哥馬利卻在兩個重要方向上都陷入困境，他的第13軍被阻於卡塔尼亞，而向西迂迴的第30軍也在阿德拉諾地區徘徊不前。6個師對付不了德軍3個師和一些意大利部隊。
巴頓和布萊德雷見蒙哥馬利受阻，決心變助攻爲主攻，搶在蒙哥馬利之前拿下墨西拿，一洗英國宣傳機器的奚落和咒罵。布萊德雷的美第2軍在攻佔北部的佩特拉里亞後，迅速調頭東進，沿北海岸 公路直撲墨西拿。8月1日，艾倫指揮的美軍“大紅一師”向特羅伊納發起進攻。攻擊剛開始，艾倫低估了德軍的兵力和戰鬥力，結果傷亡慘重敗了下來。德軍死守特羅伊納，與美軍殊死搏鬥了7天才撤離該城。1943年8月5日，英第8集團軍終於攻克卡塔尼亞，開始沿東海岸公路向墨西拿推進。德軍有計劃地邊打邊撤，沿途過河炸橋，並埋下數以萬計的地雷。1943年8月10日，德意部隊退到墨西拿附近，由於盟軍沒有切斷墨西拿海峽的計劃和行動，4萬德軍和7萬意軍用6天7夜的時間，完成了向意大利本土的敦克爾克式撤退。
盟軍向墨西拿的進軍變成了美英兩國軍隊的賽跑。
1943年8月16日傍晚，美軍第3師的先頭部隊到達墨西拿城下。
1943年8月17日上午6時30分，美先譴部隊進入墨西拿。10時30分，巴頓乘坐指揮車率領一個摩托車隊駛進城裏。1小時後，一隊英軍也吹吹打打地進了城。一位英國軍官走到巴頓面前，同他握了握手說：“這是一場有趣的競賽，我祝賀你的成功。”當天，島上的一切抵抗均告停止，西西里島登陸戰結束。盟軍佔領了西西里島，從此在地中海往來無阻，打開了登陸歐洲的大門。
空中作戰
7月4～9日，盟軍特混艦隊2 600艘艦船分別從北非和中東各港口啓航，在空軍間接和遠距離空中支援下駛向西西里島。由於缺乏直接航空火力掩護，海軍艦船遭敵軍襲擊，被擊沉十餘艘。10日3時45分開始登陸，登陸後未遇頑強抵抗。11日和13日夜間，美、英空降部隊分別實施第二次空降，但因組織協調不當，運輸機遭己方炮擊，損失嚴重。14日，德、意空軍在西西里島的晝間空中抵抗活動基本停止。1943年8月17日，盟軍登陸部隊佔領了整個西西里島，德、意守軍在夜間渡海撤退到意大利。盟國空軍在阻擊德軍撤退的戰鬥中，擊沉德軍艦艇23艘。
德、意空軍在西西里島戰役中進行了一系列反擊行動。在盟國空軍飛機頻繁襲擊島上機場時，意戰鬥機出動690架次，德機出動500架次進行反擊，雖取得一定戰果，但沒有保住西西里島的基地。當盟軍乘大批艦船向西西里島開進時，意空軍於7月10日先後5次襲擊了防禦薄弱的登陸突擊隊的船隻，德機也多次襲擊並炸沉炸傷數艘盟軍運輸艦船;13日，德、意轟炸機部隊集中兵力襲擊東部英軍登陸地區，炸沉“愛斯基摩”號驅逐艦、“塔蘭巴”號醫院船及3艘自由輪;17日，德、意轟炸機又炸傷1艘自由輪和1艘軍艦。
此役，盟國空軍損失飛機375架，德、意空軍損失飛機740架。戰爭實踐表明，空軍在爲陸海軍提供間接支援的同時，還應提供直接支援。
