为了克服滩头障碍，盟军军用工程师和机械技术人员制造了不少新奇玩意儿，包括带有可充气的帆布浮渡围帐和尾部螺旋桨推进器，能在水中行进的“DD谢尔曼”M4专用水陆两栖坦克，装有前置滚筒连枷、用以破坏德军布雷区的“蟹”式坦克同样以M4“谢尔曼”坦克为车身。英军则装备了配备290毫米重型榴弹炮的丘吉尔AVRE式突击坦克，部分克伦威尔MKVII巡洋坦克则被改装成了“鳄鱼”式喷火坦克，用以消灭、驱赶德军滩头工事中顽抗的步兵。
在空中，盟军的优势更是得天独厚，“轰炸机大王”英国皇家空军上将豪斯·哈里斯和美国空军第8军指挥官卡尔·斯帕兹通力合作，从4月到6月5日，盟军的英制“兰开斯特”式和美国B17“空中堡垒”轰炸机已经出动了超过20万个架次，投下了将近20万吨炸弹，以2000架飞机和1.2万名机组人员的高昂代价，使得北部法国铁路运输量减少了60%，并摧毁了德军沿海92个雷达站中的74个。
而在狭窄的英吉利海峡对面，德军也在为如何迎击即将到来的盟军登陆而殚精竭智，然而他们却陷入了深刻的不和：B集团军群总司令埃尔温·隆美尔元帅、西线德军总司令冯·龙德施泰特元帅以及西线装甲兵总司令盖尔·冯·施韦彭堡将军之间意见严重分歧，时任装甲兵总监的海因茨·古德里安上将在回忆录中记述说，隆美尔坚持认为，必须在滩头上击溃盟军登陆部队，因此必须将所有机动性装甲兵力紧贴于海岸防御线分散设置，而古德里安、龙德施泰特和盖尔·冯·施韦彭堡则坚持认为应当将其集中起来作为机动预备兵力设置在巴黎南北两个方向上的密集丛林地带，从而使得装甲部队避开盟军优势的舰炮火力和空中优势，首先反制盟军在夜间与黄昏时分的空降。
更糟糕的是，希特勒“分而治之”的权术把戏也让这种情况雪上加霜，从而导致德军10个装甲师与装甲掷弹兵师，完全分散在漫长的西线靠海沿岸地区中间，其中三个装甲师，国防军第2、第6、第116师和武装党卫军第12“阿道夫·希特勒青年团”装甲掷弹兵师划归隆美尔直接指挥，其他一些装甲师虽然名义上划归龙德施泰特本人，但也必须事先请示希特勒本人之后才能动用：武装党卫军第1“阿道夫·希特勒警卫旗队”师在比利时，党卫军第17“古兹·冯·伯利辛根”装甲掷弹兵师位于图尔，党卫军第2“帝国”装甲掷弹兵师和第9、11装甲师则被部署于法国南部，以防盟军从地中海方面登陆，位于诺曼底附近的只有第21装甲师与武装党卫军“阿道夫·希特勒青年团”师，而在诺曼底滩头防守的只有第352步兵师、第716步兵师，以及位于卡昂的第21装甲师。平均每个西线德军师要防卫长达80公里的防线，而在诺曼底地区，每个步兵师的防守正面居然达到150公里。
古德里安抱怨说，隆美尔方案之所以得到了希特勒的支持，是因为纳粹元首本人在“一战”时的军旅生涯使他对坚固壕沟防守作战方式坚不可摧的青睐，不过与西线德军司令部高层笃信盟军将在加莱地区登陆的判断相反，希特勒本人恶魔式的直觉和洞察力却使他猜中了盟军“霸王行动”的大致登陆方向。古德里安之子、116装甲师作战参谋小古德里安中校回忆说，希特勒明智地预见，盟军在登陆后需要附近存在一个能够卸载巨量补给的大型港口，因此要么选择拥有瑟堡的科唐坦半岛，要么是布雷斯特所在的布列坦尼半岛。
尽管如此，纳粹德国大肆吹嘘的“大西洋壁垒”，在纳粹德国强制劳工苦役部门“托德组织”和隆美尔元帅的筹划下，部分得以落到实处。根据B集团军群作战日志显示，截至1944年6月，德军在法国海岸线上已经埋设了将近420万颗地雷，设置了51.7万处滩头障碍设施，其中超过3万处连有饵雷，包括由5根钢柱组成的四面体金字塔状障碍物，部分已经用铁丝网连接在一起作为步兵难以逾越的障碍，然后还有一排排波浪形排列的金属栏杆，其锋利的尖头可以像开罐头刀那样切开盟军登陆艇的底部，使其动弹不得。在科唐坦半岛的许多地方，德军工程部队掘开了运河，使得适合盟军空降兵着陆的一些地点变成了沼泽，隆美尔的另一个天才设想是在这些地段设立10英尺高的尖锐木桩，之间用绳网连接，再放置上由缴获的法军炮弹改装的地雷，然而物资与人力的缺乏，使得这些“隆美尔芦笋”只有小部分，大约500万根得以安置。