一会儿以后，对奥马哈海岸防御工事的航空轰炸开始了，美国第8航空队近500架重型轰炸机穿过云层及时赶到，但因奥马哈上空云层太低，怕误伤还在海面的进攻部队，轰炸机不得已推迟30秒投弹，但这30秒造成地面误差达5公里，1285吨炸弹，全落到了内陆，许多法国平民和牛成了轰炸的牺牲品，海岸上的德国兵毫发无损，更不用说他们的岸防工事了。
美国历史学家评论说：海军的轰炸虽然时间短，但效果很好，可能把敌人的抵抗能力削弱了“1/2～2/3”，飞机轰炸，“完全是徒劳之举”。
当登陆艇在距离海岸1公里时，艇上的火力也加入炮击的行列。曳着火尾巴的火箭弹，几千几千地从士兵的头上飞过，德军阵地在如此庞大火力的压制下，似乎不存在了，整个岸防阵地德军炮火沉寂。阵地不见人影，德国人都跑了？
看到海滩上静默无声，士兵们的脸上露出感动的表情，放心的以为这一下可好了，一高兴晕船和寒冷带来的不适都一扫而光，作为突击队的D连中士罗伯特·比克斯勒甚至认为这是一次美妙的异国旅行，登陆犹如过海关一般容易。“一手拿着一把梳子，另一手拿一本去巴黎的护照，轻松地走过去。”
担任美国地面兵力总指挥的布雷德利中将，此刻心情可一点不轻松，他正在离岸12海里之外的“奥格斯塔”号巡洋舰上，耳朵塞着棉花，用高倍望远镜看着1万码之外海滩上的动静。
原来盟军情报机构认为，防守奥马哈海滩的是德军716师不足800人的一个团。他们是德军中装备很差的一支部队，人员大部分是近40岁的老军人以及东欧各仆从国的人。然而，刚刚接到的情报说在两个月以前已经又有1200多德国人悄悄地进入了奥马哈海滩的阵地。
这些人不属于很差的716师，而是德军有实战经验的劲旅——第352师的一部。这支新部队中有一半人是来自德国名城汉诺威的十八九岁青年。他们训练有素，士气极为高涨。另外，还有来自东方前线的200名富有战斗经验的老兵。
这个消息到得太晚，布雷德利不可能通知已经出发的攻击部队，他只能通过指挥舰炮加大攻击力度，延长炮击时间去支援前方部队了。
在瓦胡角的悬崖上，有一个人正站在监视壕中，手拿望远镜，在盟军炮声中通过枪眼向外窥视着。他就是德军奥马哈海滩防御部队的一员：布尔斯卡特少校。
他在这里已坚守一夜了。当借着晨光，通过漫布的轻雾，几千艘战舰一下子出现在他的望远镜中时，他知道，盟军的登陆就要开始。
空军舰炮的炮弹击中布尔斯卡特少校所在的崖面，剧烈的震动把少校抛到半空并摔倒在地，飞扬的沙石和炸碎的混凝土碎块形成了一道白茫茫的灰雾，把他的视线挡住了。当他从地上爬起来后，听到部下的叫声。这阵炮打得他瞠目结舌，一时不知所措，过了好一阵才镇定下来。这会儿，电话响了，是352师司令部打来问海面情况的，他刚要回答，又一声巨响，从阵地后面传来，飞扬的尘土和沙石呛得他睁不开眼睛，稍停他才把敌人已涌进海湾的消息报告出去。
趁盟军炮火射击的间歇，布尔斯卡特用电话问自己炮兵阵地的情况，结果意外的好：各种口径新型克虏伯炮毫无损失。没有一颗炮弹光顾到这个阵地，就连建在距离海岸仅8米的一个炮兵连，也成功地避开了炮击，人炮俱在。看来坚固的防御工事起了作用，严密的伪装也功不可没。
他又一次走近望瞭孔观察，看到盟军的登陆艇越发靠近，很快就要进入射程之内。在他回团指挥所之前，他命令手下的炮兵军官：“我现在回团里，你一定要记住，在敌人到达水际之前，绝对不准浪费一发炮弹。”
盟军的登陆艇一点点地逼近海岸。盟军的舰炮火力攻击已开始转向内陆。当登陆艇的前锋驶进距岸350公尺时，突然，德军的各种机枪吐出火舌，子弹铺天盖地般飞来，紧接着，来自奥马哈崖头上和半月形海滩两端的炮兵阵地的炮弹落到了登陆艇周围，激起巨大的水柱。
整个6公里宽的登陆海面上的登陆艇顿时陷入极其困难的境地，士兵们发出一阵阵骚动的叫声。水面上还不时传来机枪子弹扫中登陆艇的“卜卜”声，有人落水的“扑通”声。整个进攻线的部队，都被打得抬不起头来。在崖上布阵的德军炮手，居高临下瞄向动作迟缓的舟艇，更是一炮一个准，像打水上浮鸭一样的容易。
在离岸50米处，攻击团A连一艘登陆艇被一发炮弹当头击中，两人丧命，28名惊慌失措的士兵被掀到海中，然后第2艘登陆艇在放下斜板准备上陆时船体爆炸艇上的连长泰勒·费勒和31名士兵遇难；当这个连剩下的3艘艇不顾一切冲向滩头时，一阵猛烈的交叉火力，又打倒了许多士兵，还没等到上陆，A连的200多名士兵已伤亡了2/3还多，完全失去了战斗力。
那些侥幸冲上滩头的人等待他们的也没有好运。他们发现已被运载到错误的地区登陆，他们来到离预定地点以东3公里处。等待他们的是连绵不断的地雷区和各种难以跨越的障碍物。他们既无扫雷坦克，也无适当的排雷工具，只得等待破坏海滨障碍物的两栖工兵队。但这些工兵队在这紧要关头竟比预定迟后几分钟到达。那些在H时6时30分登上海滩的1000人无法与敌人作战，只是为了生存而搏斗，不得不躲在混凝土障碍物之后以保命。
16个水陆两栖工兵队走在步兵后面，也损失惨重，丢掉了许多重要装备。有一队在上陆时被敌人的一次机枪齐射全部打死。其余的工兵队也都暴露在敌人火力之下。然而，工兵们很快组织起来，冒着弹雨，开始点燃一个个引信，爆破障碍物，排除地雷，为步兵开路。最后，原定打开16条通路只完成5条半；在奥马哈海滩的西段开辟了两条通路；在海滩的东段开辟出4条通路。遗憾的是在潮水上涨之前，只标出了一条通路。所以在下午退潮前，登陆艇不知道哪里是已开辟的通路，结果是盲目涌上海滩，使得滩头一片混乱。
上午7点，第二波部队到达海滩，潮水刚刚靠近海岸的第一道障碍物，一小时后淹没了整个障碍区。部队找不到进击的通路，在敌人炮火的压制下，只得呆在海滩。人车混杂，一片混乱，他们整个是第一波的重演。
海岸上，登陆作战用的武器弹药堆积如山，器材和补给品抛的满地皆是。登陆艇的残骸艇头深陷海底，艇尾高高翘起露出水面。中弹的坦克还没发挥作用就冒出滚滚的黑烟，推土机也横着身体挡在障碍物之间。不知是哪个士兵的吉它，折成二段，在海面上漂浮不定。
形势极端恶劣，部分大兵以为是打败了。据741坦克营的技术士官威廉·马克林特说；看见一个士兵蹲在海边上，根本不去理会那密如雨下的机枪扫射，只见他一面把石子投向海里，一面像失恋一样的静静的低声啜泣。
就在失败的情绪中。布雷德利的好友，他在本宁堡步兵学校的同事诺曼·科塔准将随第二波登上了海滩。科塔作为副师长冷静地观察了形势，并在海滩上靠自己的无所畏惧的行为，鼓舞着士气。
科塔准将向着海滩的士兵呼喊道：“我们呆在这里只有死路一条，不怕死的，冲啊！”
他们应着长官们的喊声，向敌人的阵地冲去，登陆地点逐渐扩大。
从8时开始，驱逐舰向前进发，来到离海岸只有700多米的水面上，抵近对敌人暗堡和支撑点进行猛烈射击。虽然岸上舰炮火力控制组还没有到位，但敌人的火炮闪光就是目标，发现一个目标，就打掉一个目标。这些驱逐舰把那些藏在悬崖上、暗堡里的敌军火力点一个个打哑了、清除了。驱逐舰的大口径火炮起了大作用，打得越来越顺手，前边盟军的坦克向一块峭壁轰击，他们也马上调转炮口，助一臂之力，进行猛烈射击，有的驱逐舰发现敌军在运动，调整阵地，马上致敌人以死命的炮火就跟了上去。盟军发现德军炮兵在一小村教堂塔顶端架起观察哨进行校射，驱逐舰立即以准确的炮火将教堂塔楼击毁，而未损坏教堂的其他部分。稍晚些时候，舰炮火力岸上控制组克服重重困难开始工作后，舰炮更是像长了眼睛一样，飞向敌阵。
那些重型战列舰由于排水量大，不能像驱逐舰那样进入水深5.5米的等深线上抵近射击，则由“喷火”式岸基飞机进行空中校射。在这些校射飞机的指点下，敌军大型火力点一个个“哑”了下来。
这些海军舰艇，特别是那12艘驱逐舰不顾水浅、水雷、敌人的炮火和其他障碍物，为海滩上的进攻部队提供了强大火力支援。这些勇敢的舰炮成了进攻部队仅有的大炮。美军中经历过北非作战，西西里登陆等血腥考验的第一步兵师参谋长斯坦厄普·梅森对海军炮火给以高度评价，他说：“我现在确信，是海军的火炮支援，使我们达到岸边的。如果没有海军炮火支援，我们肯定不能越过海滩。”
美军第5军军长吉·杰罗当天夜里上岸建立他的指挥所后，在发给布雷德利的第一封电文就是称颂海军炮兵的，“感谢上帝为我们缔造了美国海军。”
在舰炮火力支援下，科塔将军身先士卒率部队开始向设在峭壁上的敌军阵地冲去。几十辆坦克也上了岸。但敌人依然负隅顽抗，大概他们也知道这一仗是他们的末日了。在突破峭壁的过程中，敌人的反抗犹为强烈，子弹雨点般从峭壁各个工事中倾泻出来，科塔每时每刻都认为他将牺牲，但在一次次殊死交战中死亡的子弹选中的是别人。
第一个被派出去突击目标的士兵，没有前进多远，就被重机枪火力打中，他大声尖叫：“救护队，我受伤了，救命啊，”不一会儿，这士兵喊着“妈妈”两字一命呜呼。接着，科塔亲自带队冲了出去，其他人也紧随其后，但他们安然无恙。谢天谢地，是敌人原先挖的狭长掩体救了他们，他们全都掉到这里来了。
虽然重机枪子弹打不到他们。但两英寸的迫击炮弹又像长了眼睛一样对着他们落了下来。两个士兵在离科塔一米远的地方被炸死了。这两个士兵是他的通讯兵，背着沉重的SCR—300型军用无线电设备，看来，他们一行的显著特征早已成德国枪手的活动靶子。
从这里望出去，远处美国士兵们正在冲击，一伙人包围了一个散兵坑。美国士兵在冲击中靠近散兵坑时，一个德国兵从自己的散兵坑中跳起，扔出来一个手榴弹。美国士兵当即卧倒，等手榴弹炸过后，他们收紧包围圈，把这个顽抗的德国兵消灭掉。
科塔终于走出了掩体，带领士兵继续向峭壁前进。路上，他们看到一个孤身一人的美国大兵押着5个德军俘虏从前面走下来。德国兵在枪口的威胁下高举着双手。呵，这是敌人，终于看到了活的但已放下武器的对手，科塔周围的士兵们显然很高兴。不一会儿，俘虏们走到海滩路口，一阵机枪弹雨扫了过来。走在前面的两个德国俘虏应声倒下。那个美国兵立即掩蔽好自己。紧接着又一阵枪弹飞来，把另外3个德国俘虏中没来得及趴下的那位又撂倒在地，送上西天。
科塔终于率领美军第29师的部队攻克了峭壁守军，顺峭壁下的深谷深入到内地，把敌人从附近的村庄赶了出去。在美军英勇善战的“大红1师”的强力增援下，从中午开始海滩的形势好转了，到下午4时半，登陆部队已开辟出5条大通路，6条小通路。下午5时，29师指挥所，第1师指挥所都已建立起来。科塔在危急时刻成功地稳定了部队，扭转了滩头的局面，并勇敢地率领部队深入前线纵深地带。为此。他将从美国人那里获得一枚银星勋章和功勋十字勋章，从蒙哥马利那里将得到英国的二级最高勋章，并从集团军指挥官布雷德利那里得到一个“骂人精”的绰号。正是靠他的“骂”才把美国人的自豪感唤回，靠这种精神，那些士兵们才义无反顾地冲上滩头，冲上峭壁。
与登陆部队同时行动的还有攻占瓦胡角的3个别动连。他们也遇到了想象不到的困难。瓦胡角在奥马哈西端海滩的延伸处。瓦胡角本身高出海面30多米，是矗立海滩边的悬崖。在H时之前，战列舰“得克萨斯”号曾以大口径舰炮对该处进行了猛烈轰击，但该阵地没有回敬一颗炮弹，一直未暴露其面目。由于领航的错误，派去攻击该阵地的三个别动连直到早上7时5分才上陆。那时周围德军的火力支撑点已从炮火打击下恢复过来。别动队全副武装，开始攀登悬崖，虽然有在近海的驱逐舰炮火支持，但敌人火力也很强，攀登中伤亡很大。半个小时后，终于有150多人爬上了悬崖顶端。
令别动队员吃惊的事出现了，他们发现这是个假阵地。虽然炮架是真的，架在那里，但炮管却是电线杆子，是假炮。与这些别动队员殊死搏斗的则是那些没有火炮的炮手。原来，德军配置在这里的6门155毫米大炮，由于加修暗堡已暂时转到了后方。炮手们留下来钻进了坑道中，他们既不怕飞机轰炸，海军舰炮也伤不着他们，他们还能从坑道中钻出来抵抗别动队的攻击。
这些别动队战士们消灭了敌炮兵连的炮手，便立即向连接维叶维尔和格朗康的大路进击，并在那里建立了一个防御阵地。一直守到两天之后换防为止。
6月6日晚上，美国军医们登上了浴血奋战一天整的奥马哈海滩，海面上漂浮着死去士兵的尸体，海滩上死去的人和奄奄一息的人散布在各地，活着的人也杂于其间，若无其事地吃着阵亡者留下的军用食品。军医们冒着稀稀落落的枪声，把那些已经死去的和奄奄一息的人区分出来，从峭壁前的海滩和阵地上分别集中起来，送到海滨的道路上。一些伤员曾挖过一些残壕，以躲避似暴风雨般打过来的枪弹袭击；这些人就在他们为自己挖掘的墓穴中长眠了……
经一天的激战，美军总算在滩头上站稳了脚，到了当天晚上，虽然“在敌人据守的岸边所取得的立足点没有一处纵深大于一英里半”，照原定宽16英里，纵深5～6英里的目标相差很远，但毕竟把3.4万多人和3000多辆车辆送上了滩头。
美军为他们的敌情不明和强攻中特型坦克准备不足，付出了高昂代价。伤亡人数直到现在仍没有准确数字，但据可靠的资料分析，这个数字不低于4000人。这个数字是犹他海滩的20倍。因此之故，奥马哈登陆也获得了“血腥奥马哈”的历史性称谓。
当美军强攻“犹他”和“奥马哈”正值高潮时，英军也开始行动了。
英军（包括加拿大一个师）的登陆地段，共分为3个海滩：最西面的叫做“哥尔德”，登陆宽度5.2公里，海滩地形低平，基本上是高度不超过15米的沙质陡坡，敌人也筑有许多防御工事和障碍物。
在“哥尔德”海滩以东与之相距7.2公里的另一个海滩叫“朱诺”海滩。此滩位于塞尔河河口，海滩背后是沙丘，海滩工事不高，障碍物也少。守军大多是波兰人、俄罗斯人，无战斗力。担任主攻的是加拿大军队。