Overlord var de allieredes kodeord for invasionen på den franske kyst, og D-dag var kodeordet for selve dagen for iværksættelsen. Beslutningen om en invasion på det europæiske kontinent blev truffet på et møde mellem præsident Roosevelt og premiereminister Churchill i Casablanca i januar 1943. Her sammensatte man også COSSAC (Chief of Staff to the Supreme Allied Commander), der skulle undersøge mulighederne for en landsætning med det formål at befri Vesteuropa.

Efter Quebeckonferencen i august 1943 blev amerikanerne og englænderne enige om 1. maj 1944 og Normandiet som tid og sted for landgangen. Samtidig besluttede man, at der skulle udpeges en amerikaner som øverstbefalende, en englænder som næstkommanderende og tre englændere som chefer for hær-, luft- og flådestyrker. Herefter blev det egentlige planlægningsarbejde forud for invasionen igangsat.

Åbningen af "Den anden front" i Europa stod ikke kun højt på ønskelisten blandt de vestallierede ledere. Også russerne ønskede "Den anden front", der kunne lette presset på de russiske enheder i øst ved at tvinge Tyskland til at kæmpe på to fronter. Men først i november 1943 orienterede de vestallierede ledere på Teherankonferencen Stalin om deres planer.

I december 1943 blev general Eisenhower udpeget som øverstbefalende, og i januar 1944 blev feltmarskal Montgomery udpeget som næstkommanderende. Da de så de foreløbige planer, COSSAC havde udarbejdet, blev de to hurtigt enige om nogle ændringer, herunder ønsket om flere invasionsstyrker og en udsættelse af tidspunktet for invasionen. Flere enheder krævede flere landgangsbåde, og de skulle først fremstilles. Invasion måtte derfor udskydes til begyndelsen af juni 1944.

Herefter blev invasionsenhederne udpeget, og den egentlige træning kunne begynde.

Ved at vælge Normandiet som invasionsområde søgte de allierede at opnå et overraskelsesmoment, som de håbede på ville holde helt frem til D-dag og i ugen derefter. Det ville nemlig militært set have været mere logisk at vælge området omkring Pas de Calais, fordi den Engelske kanal her er smallest. Og netop sådan tænkte størsteparten af de tyske generaler; derfor placerede de en række tyske reserveenheder netop i dette område.

For så omvendt at få tyskerne til at tro på, og fortsat fastholde dem i troen på, at invasionen ville finde sted nær Pas de Calais, iværksatte de allierede en fantastisk afledningsmanøvre under dæknavnet Operation Fortitude. Ved at fabrikere tilpas meget troværdig falsk information - krydret med gode og verificerbare oplysninger - blev tyskerne således fuldstændigt vildledt. Planen lykkedes endda så godt, at tyskerne ikke kun på D-dag tøvede med at kaste alle reserver ind i kampen mod invasionsstyrkerne i Normandiet, men også tøvede med det i dagene efter. Tyske enheder blev derfor på fatal vis holdt tilbage, fordi de tyske generaler var overbeviste om, at Normandiet kun var en afledningsmanøvre forud for de allieredes hovedstyrkes invasion nær Pas de Calais.

I Tyskland havde de militære chefer længe været klar over risikoen for en invasion i vest, og dermed udsigten til at kæmpe på to fronter. Og en krig på to fronter ville endegyldigt afgøre krigen til fordel for de allierede. Efter nederlaget ved Stalingrad var de tyske tropper på tilbagetog på østfronten og mange af de slagne enheder herfra gjorde nu tjeneste ved Atlanterhavskysten og den Engelske Kanal. Tyskland kunne ganske enkelt ikke mønstre nok soldater til den enorme østfront. Tyskland havde reelt kun én mulighed: at forhindre eller få de vestallierede til at udskyde en invasion i vest, så man kunne sætte alt ind på at sænke den russiske fremrykning på østfronten og påføre Rusland så store tab, at Stalin måske ville bryde den allierede alliance og indgå en seperatfred med Tyskland, inden de russiske styrker nåede det tyske moderland.

Derfor var en invasion i vest af så stor betydning, at den af flere betragtes som den mest afgørende begivenhed under krigen.

I bestræbelserne på at holde de vestlige allierede væk fra det europæiske fastland, satte man sin lid til, at Atlantvolden effektivt ville standse et fjendtligt invasionsforsøg. Ideen om en uigennemtrængelig fæstningsvold fra Norge i nord til Frankrig i syd var selvfølgelig udtænkt af Hitler selv, og arbejdet på volden havde stået på i flere år.

Men sandheden om Atlantvolden lå langt fra propagandaens fremstillinger, hvilket Feltmarskal Erwin Rommel måtte sande, da han i januar 1944 tiltrådte som chef for Armégruppe B i Vestfrankrig. Rommel var udpeget af Hitler til at tage vare på invasionsforsvaret og efter ved selvsyn at have konstateret dets mangler, fremskyndede han straks arbejdet med at etablere et mere effektivt invasionsforsvar bestående af bunkeranlæg, kystbatterier, minefelter, oversvømmelser og række efter række af hindringer på stranden og helt ud i vandet.

Rommel var sikker på, at de allierede ville angribe ved højvande, således at landgangsbådene kunne komme tættest muligt på kysten. På den måde ville "dræberzonen", området soldaterne skulle forcere fra landsætningen og frem til de forreste tyske forsvarsanlæg, blive mindst mulig. Placeringen og udformningen af hindringerne på stranden var tilrettelagt ud fra denne overbevisning. Mange af hindringerne, hvoraf nogle havde miner påmonteret, blev derfor placeret så de ved højvande lå lige under havoverfladen, med det simple formål at flå eller sprænge de indkomne landgangsbåde i stumper og stykker. Men der tog Rommel fejl. De allierede planlagde i stedet at komme ind ved lavvande.

Rommels strategi var helt klar: de allierede skulle angribes med alle tilrådelige midler straks de satte foden på fransk jord. Og netop på det punkt var han direkte uenig med sin nærmeste overordnede feltmarskal von Rundstedt, der var øverstkommanderende i Vesteuropa. Von Rundstedts strategi gik ud på først at slå til, når de allierede havde etableret et spinkelt brohoved. Da mente han, at de var mest sårbare. Von Rundstedt tilbageholdt derfor reserveenheder, som Rommel ellers ville have rykket helt tæt på kysten.

Men Rommel tumlede også med et andet problem. De stærkeste og mest mobile panserreserver stod hverken under hans eller Von Rundstedts direkte kommando, men stod under direkte kommando hos den tyske Overkommando, det vil sige Hitler selv. Rommel havde så hårdt brug for disse enheder, at han planlagde et besøg hos Hitler, hvor han ville overtale Hitler til at frigive panserenhederne. Skæbnen ville, at Rommel forlod Normandiet den 4. juni 1944. Først ville han besøge sin hustru, der havde fødselsdag samme dag, dernæst håbede han på en mulighed for at mødes med Hitler. Skæbnen ville, at Rommel var fraværende i Normandiet den 6. juni.

De allierede havde brug for en stor havn til at landsætte yderligere tropper og materiel, efter at et brohoved var etableret på kysten. Den nærmeste større havn Cherbourg lå for langt væk til at blive erobret hurtigt nok, og derfor indgik det i planlægningen, at der skulle etableres to kunstige havne på selve invasionskysten i dagene lige efter D-dag. Havnene, med navnet Mulberry, blev nærmest bygget som samlesæt i England, hvorefter elementerne skulle bugseres over kanalen til deres endelige destination. Udviklingen og arbejdet med disse havne var i sig selv en imponerende ingeniørmæssig bedrift.

Til støtte for infanteriet og til brug for særlige opgaver under invasionen udviklede man et stort antal af specialkøretøjer, de såkaldte "Funnies". Disse specialkøretøjer var enten ombyggede kampvogne eller bygget oven på et almindeligt kampvognschassis. Nogle kampvogne blev ombygget, så de kunne fungere som minierydningskøretøj, bulldozer eller flammekaster. Andre kampvogne fik kanonen udskiftet med en kæmpe mortér, og andre igen blev ombygget til amfibiske kampvogne. Det var især englænderne og canadierne, der inddrog disse "Funnies" i forberedelserne af landgangen, hvilket på D-dag viste sig at være en rigtig god beslutning. Specialkøretøjerne gav i mange tilfælde de allierede den afgørende fordel i kampene om strandbredderne. Hertil kom opbygningen af specielle commando- og rangerenheder, der skulle indsættes til løsning af opgaver af vital betydning for hele invasionen, fx indtagelse af vigtige tyske kystforsvarsinstallationer.

Til at støtte invasionsstyrken gennemførte man endvidere heftige bombardementer af de tyske forsvarsinstallationer på invasionskysten fra både luften og fra søen. Frem mod D-dag bombarderedes kystbatterier, radarer og andre forsvarsinstallationer i Normandiet igen og igen - men bombardementerne i Pas de Calais området var omend endnu mere intense i forsøget på at fastholde tyskerne i troen på, at landgangen skulle finde sted der.

Rommels placering af hindringer på stranden udgjorde naturligvis også et problem, hvad enten man landsatte ved højvande eller lavvande. Man valgte at landsætte ved lavvande, hvilket gav nogle fordele og naturligvis nogle ulemper. Først og fremmest var det et valg stik imod Rommels forventninger. Men ved lavvande ville hindringerne desuden være synlige, og de første angrebsbølger ville derfor kunne manøvrere forbi dem. Samtidig landsatte man i hælene på første angrebsbølge grupper af ingeniørsoldater, der skulle bortsprænge hindringer - nok et farligt arbejde, men ikke desto mindre lettere, når hindringer var synlige. Mere alvorligt var det, at "dræberzonen" ved lavvande ville være op mod 2-300 meter nogle steder. Men ved at gennemføre intense bombardementer af de tyske stillinger i tiden lige op til landgangen og ved at indsætte de amfibiske Sherman kampvogne i første bølge om støtte for infanteriet, håbede man at kunne holde tyskerne nede.

Den samlede invasionskyst blev inddelt i fem landsætningsområder med hver sit kodenavn. Amerikanerne stillede enheder til to Utah Beach og Omaha Beach, briterne stillede enheder til Sword Beach og Gold Beach, mens canadierne tog sig af Juno Beach. For at sikre invasionshærens flanker skulle der før landgangen nedkastes faldskærmsenheder, der skulle inddæmme og beskytte invasionsområdet mod angreb fra siden.

Hertil kom flåde- og luftstyrker, så den samlede invasionsstyrke nåede en størrelse, der ikke tidligere var set.

I begyndelsen af  juni kunne invasionen kun iværksættes den 4., 5. eller 6., fordi tre betingelser måtte være opfyldt:

Men vejret var ualmindeligt dårligt i begyndelsen af juni. Om morgenen den 4. juni tvang ekstremt dårligt vejr Eisenhower til at udsætte invasionen 24 timer. Det dårlige vejr syntes dog at fortsætte, men den 4. juni om aftenen, lovede meteorologerne opklaring natten til den 6. juni. Det var i sidste øjeblik, for det meste af invasionsstyrken var allerede så godt som på vej over den engelske kanal, og en udsættelse til næste måned ville ganske givet kompromittere invasionsplanerne. Yderligere udsættelse var således ikke en reel mulighed. Det var et spørgsmål om at iværksætte den 6. juni eller slet ikke iværksætte.

Eisenhower konsulterede sine nærmeste rådgivere, der alle støttede en landgang den 6., hvorefter han gav den endelige ordre til iværksættelse.

Efter at Eisenhower havde givet ordren, kunne han ikke gøre andet end at vente. Han tog afsted til flyvepladsen, hvor soldaterne fra 101. Luftbårne Division skulle afgå fra. Her så en journalist en stærkt bevæget general tage afsked med de amerikanske faldskærmssoldater.

Herefter skrev Eisenhower to udkast til en pressemeddelelse om invasionen: den ene orienterede omverden om succes i Normandiet, den anden om et frygteligt tilbageslag, som han alene kunne bebrejdes for.