Неудачно сложившееся сражение при Алам эль-Хальфе для Африканского корпуса Роммеля, вынудило его перейти к обороне, и занялся укреплением своих позиций, перед которыми были установлены мощные проволочные заграждения и около полумиллиона мин, тогда как сами укрепления за минными полями простирались на 2 километра. Плохое снабжение, особенно горючим (танкеры с нефтью, шедшие в Африку, были потоплены англичанами); господство англичан в воздухе; наконец, отсутствие подкреплений делало его положение достаточно непростым.
Тем временем англичане копили силы для решающего прорыва. В Африку были переброшены из Англии 51-я и 44-я дивизии, большое количество артиллерии и техники, включая американские танки «Грант» и танки «Шерман». К концу октября 8-я армия была увеличена до 7 пехотных и 3 бронетанковых дивизий и 7 отдельных танковых бригад, общей численностью 220 тысяч человек при 1,1 тысячи танков против 12 немецко-итальянских дивизий численностью в 115 тысяч человек при 600 танках.
Бернард Монтгомери наблюдает за продвижением своих войск.
Монтгомери готовил наступление на северном фланге, где он сосредоточил в тылу своих позиций крупные танковые силы. Одновременно была организована широкомасштабная операция по дезориентированию противника, получившая название «Бертрам». Так, ещё в сентябре на северном участке были созданы под маскировочными сетками крупные «склады», состоявшие из пустых ящиков и коробок. Немцы поначалу восприняли это как признак готовящегося наступления, но, поскольку время шло, а наступления не следовало, стали считать обманным манёвром. Между тем, по мере приближения времени атаки, пустые ящики по ночам заменялись полными. На юге начал строиться ложный нефтепровод, что давало двойной эффект, обманув противника в отношении как места, так и времени предполагаемого наступления (немцы считали, что англичане не перейдут в наступление до окончания постройки). На юге «сосредотачивались» фанерные «танки», установленные на джипах, и, наоборот, на севере танки с помощью фанерных бортов маскировались под грузовики.
Дезориентированный Роммель, не зная, откуда ждать удара, вопреки своему обычаю собирать танковые силы в кулак, распределил их по фронту. Резервы были расположены необычно близко к силам первого эшелона: Роммель считал, что это позволит ввести их в бой до того, как противник успеет сосредоточить ударные части. Однако Роммель был болен и 23 сентября уехал в отпуск для лечения, передав командование отозванному с Восточного фронта генералу Георгу Штумме.
23 октября 1942 года после 20-минутной артподготовки, в которой приняло участие более тысячи орудий, англичане двинулись в атаку. На северном фланге наступали 13-й и 30-й корпуса, которым было предписано пробить брешь в немецкой обороне и проделать проходы, достаточные, чтобы через них мог выйти на оперативный простор 10-й корпус. На юге начали наступление индийская 4 дивизия и две дивизии 13-го корпуса, цель которого была вспомогательная — дезориентировать противника относительно направления главного удара и оттянуть резервы. С началом сражения генерал Штумме умер от сердечного приступа, и вечером 25 октября руководство итало-германскими частями вновь взял в свои руки спешно вернувшийся в Африку Роммель.
Несмотря на численное превосходство англичан, они до 2 ноября так и не смогли прорвать оборону Роммеля. Только потеряв практически всю технику, он дал приказ отступать. По итогам битвы Союзники потеряли 60 тысяч человек, 732 танка, 779 орудий и 97 самолётов. Потери Роммеля составили 28 тысяч человек, 232 танка, 254 орудия и 84 самолёта.
Британские солдаты под Эль-Аламейном. 24 октября 1942 года.
Британские танки продвигаются через очищенное немецкое минное поле.
Отступление итало-германских войск приняло неудержимый характер. Идея Роммеля организовать оборону на ближайшем рубеже Фуки оказалась неосуществимой из-за крайней ослабленности его сил. Роммель отвёл войска к рубежу Мерса-Марух, однако 8 ноября был вынужден оставить и его из-за угрозы обхода с юга. В ночь на 13 ноября англичане, имея десятикратное преимущество в живой силе и технике, заняли Тобрук. 20 ноября они заняли Бенгази, пройдя за две недели путь в 850 километров. Наконец, Роммель сумел на несколько недель закрепиться у Гаср-эль-Брега, но и эту позицию был вынужден оставить в начале декабря. 23 января англичане вступили в Триполи, так что в руках войск Оси остался только Тунис, превратившийся в их последний оплот в Африке. К этому времени американцы высадились в Марокко и Алжире (8 ноября), и основная часть Французской Северной Африки перешла под контроль союзников. 12 мая 1943 года итало-германская группировка в Тунисе численностью в 250 тысяч человек, капитулировала, что открыло союзникам путь к вторжению в Италию.
Итальянские солдаты, попавшие в плен под Эль-Аламейном.
Таким образом, битва при Эль-Аламейне оказалась важным звеном в цепи событий, которые в течение года переместили фронт от подступов к Каиру до подступов к Риму. В связи с поражением планы германского командования по блокированию Суэцкого канала и получению контроля над ближневосточной нефтью были разрушены. Разгром итальянских войск в Северной Африке привел к усилению пораженческих настроений в Италии, свержению режима Муссолини и выходу Италии из войны. И хотя Союзники считают битву у Эль-Аламейне грандиозным событием, положившим конец их поражений, в масштабе Второй мировой войны сражение относится к локальным, тактическим военным операциям.