1942年7月，鉴于北非英军及远东美军接连受挫和丘吉尔的极力要求，美英决定发动北非战争。8月，艾森豪威尔被任命为实施北非登陆的盟军最高司令。
盟军司令部设在伦敦，根据美英联合参谋长会议的指示制订作战计划。作战计划要点是：盟军特遣部队在法属北非的阿尔及尔、奥兰和卡萨布兰卡实施登陆，代号“火炬”，占领沿海主要港口，然后由阿尔及尔登陆部队向东抢占突尼斯，再待机与北非英军协同作战，消灭北非的德意军队。攻击发起日定为11月8日。
1942年11月8日，艾森豪威尔接到第一份战报，第一次交火的情况令人沮丧。11月7日，美国军舰“托马斯·斯东号”载着美军的一个加强营在驶向阿尔及尔的途中，距目的地仅150千米处，被德国的鱼雷击中。
在倒计时的最后一刻，突击部队准备就绪，发起进攻。参加这次作战的英美军队共有13个师，665艘军舰和运输舰，其中包括3艘战列舰、7艘航空母舰、17艘巡洋舰、64艘其他作战舰艇，分别编为西部、中部和东部3个特混舰队。首批登陆的兵力为7个师，其中有美国的4个步兵师和2个装甲师，英国的1个步兵师，共约11万人。此外，还有几个空降营将参加这次行动，他们的任务是占领敌防御纵深内的机场和要地。
午夜时分，美英联军的3个特混舰队分别在阿尔及尔、奥兰、卡萨布兰卡地区登陆。8日凌晨1时，东部特混舰队在英国海军少将布罗斯的指挥下，在阿尔及尔的东西两面登陆。在西面，英军第十一旅顺利地占领了滩头；在东面，载运美军的船只被意外的浪潮冲离海岸数千米，在黑暗中造成了一些混乱，虽耽误了时间，但很快就控制了局势。
中部特混舰队，在美军弗里登少将的指挥下，也于1时许在奥兰登陆。法军在这里的抵抗比在阿尔及尔更猛烈些。登陆部队虽在开始时顺利地占领了阿尔泽湾和安达鲁斯，但在向奥兰实施向心突击的过程中被阻于半路，进展较缓。
西部特混舰队，由美军巴顿少将指挥，拂晓前抵达摩洛哥海岸。由于夜间行驶，而且航程较远，所以登陆时间比原计划晚了3个小时。美国军队分别在卡萨布兰卡附近的费达拉、利奥特港和萨菲登陆，一开始就牢固地占领了立足点。在有些地点，登陆部队根本没有遇到抵抗。
登陆全面展开不久，参谋军官兴高采烈地向艾森豪威尔报告消息：“卡萨布兰卡的海浪平静下来了！巴顿将军正在登陆！”从奥兰发来的电报说：“登陆顺利，未遇特殊险情。”
4时30分，精疲力竭的艾森豪威尔拿着几份刚到的电报，睡意像巨网一样朝他直压了过来，他头一沾枕头便开始呼呼大睡。早晨7时，天光放亮。艾森豪威尔一骨碌爬了起来，得知战况顺利。不过，接下来形势的严峻，使他不得不收起笑容。法国部队的抵抗行为，使得美军的消耗很大，而且失掉珍贵的时间。至11月11日，艾森豪威尔已经笑不出来了。他沮丧地认为，“火炬”获得战略胜利的可能性已经消失。
11月13日，艾森豪威尔迫于无奈，飞抵阿尔及尔，与维希法国海军上将达尔朗进行谈判。艾森豪威尔认为，他迫切需要一个可靠的后方，为了得到这样的后方，他准备与维希法国当局合作，尽管他们都是在法西斯德国控制之下。维希政府头目达尔朗身材瘦小，圆脸，非常好动。他非常高兴地与艾森豪威尔握手，并签订协议，保证一丝不苟地遵守协议，使法国殖民军和舰队“满腔怒火”地转向德军。
一石激起千层浪，这个协议无论是在英国国内、戴高乐流亡政府——自由法国内部，还是在美国舆论界，都引起了强烈的不满。
丘吉尔声称，这一协议简直是晴天霹雳，罗斯福也表示不接受这个协议。报纸和电台的评论员则不无讽刺地说：“知道盟军登陆后所做的一件事是什么吗？是与欧洲法西斯首要分子签订协议。”“这一名头脑简单的将军，在政治的汪洋大海里没了顶，居然与法西斯分子握手言和。”
听到这些，艾森豪威尔吃惊不已，一次军事上的权宜之计，竟然在人们心中激起如此轩然大波。
这一协议所付出的代价，远远超过艾森豪威尔个人声誉的损害。这个协议造成了长期的负面影响。例如，苏联领导人怀疑英国、美国和法国维希当局背后有不可见人的交易。法国抵抗运动领袖戴高乐也对此强烈不满。他说：“如果盟军在解放一个国家时，却与投敌的前政府官员们签订协议，那么抵抗还有什么意义？”这一协议不仅伤害了法国抵抗运动成员的感情和士气，也对日后戴高乐与美国的长期合作产生了严重的负面影响。
由于艾森豪威尔在阿尔及尔被“达尔朗协议”所困，他不能及时向突尼斯进军，而这时德军却继续在突尼斯集结。结果盟军强行攻占突尼斯城的打算遭到失败。
至12月，艾森豪威尔手下有近15万人，但仅有3万人战斗在前线。他估计德军有3万人在突尼斯城内及附近，其中作战部队是25000人。由于盟军向突尼斯推进的速度过慢，兵力过弱，双方交锋时，盟军吃了败仗。
此时的艾森豪威尔尽管外表一直保持乐观，内心却充满了厌倦、自怜和悲观的情绪。在许多时候，他总是不经意地抱怨说：“谁想当盟军总司令，就让他当吧！”
圣诞节前夕，当夜幕降临时，艾森豪威尔在安德森野战司令部食堂吃晚饭。一名通信兵从电台那边冲进来，低声对艾森豪威尔说：“达尔朗刚刚被暗杀。”艾森豪威尔咕哝了几句，坐上他的汽车，冒着霏霏的雪雨，向迷蒙的远方驶去。90分钟后，他到达阿尔及尔，让参谋人员汇报情况。
原来，达尔朗这个维希政府头目，虽然口口声声要真诚与盟国合作，却继续为非作歹，与纳粹来往密切。愤怒的法国人坐不住了，年轻的抵抗运动成员沙佩勒刺杀了达尔朗。此后，吉罗掌管了北非的军政事务。
达尔朗之死，给人们带来的是欣喜。克拉克将军评价说：“在我看来，达尔朗上将之死完全是上帝的旨意……把他从政治舞台上清除掉，就像刺破脓疮一样。”就这样，达尔朗之死，也为艾森豪威尔解除了一个政治上的包袱。
1942年12月22日，马歇尔命令艾森豪威尔：“授权你的部下去处理国际外交问题，集中你的全部精力用于突尼斯的战斗。”于是，艾森豪威尔决定，在突尼斯开展一场大规模的攻势，来转移外界的注意力。
1943年1月的突尼斯，寒风凛冽、雨雪交加，恶劣的气候条件严重地阻碍着在前线发动攻势。在战事稍稍平歇的同时，一场后勤之战却紧锣密鼓地打响了。在这场后勤竞赛中，德军显然拥有一些有利条件，其中包括西西里岛及突尼斯的优良机场、靠近战场的海港，这使他们的运输线路大大缩短。同时，艾森豪威尔却不断抱怨后勤问题。
当时，德军还有着经验丰富的指挥官和作战部队，并拥有较多的坦克，这些优势，愈发激起了希特勒尽早从突尼斯向卡萨布兰卡推进的野心。同时，丘吉尔对突尼斯前线进展迟缓感到非常不快。
从华盛顿传到盟军总部的谣言说，为平息民愤，美国总统将要“牺牲”艾森豪威尔，以平息达尔朗事件造成的不利政治影响。据说，罗斯福认为保留艾森豪威尔“在政治上是不明智的”。
就在达尔朗事件后不久，艾森豪威尔在1943年1月初任命佩鲁顿为阿尔及利亚总督时，又掀起了另一次抨击的浪潮。因为，佩鲁顿曾任维希政府的内政部长，民众怎能容忍这样的人担任他们的总督呢？与此同时，吉罗又逮捕了在北非的自由法国成员，引起又一次抨击浪潮。
妻子写信警告艾森豪威尔说：“头头们正在准备把你撤职。”他的联络副官布彻在记录上也这样写着：“我告诉他，他的脖子已经套在绞索上！”
在巨大的压力面前，加上工作进度不能按时完成，艾森豪威尔的情绪很坏。他经常发脾气，很容易冲动。在他的影响下，盟军总部士气低落。
在圣诞节从突尼斯前线赶往阿尔及尔时，艾森豪威尔又患了重感冒。有一个多星期，整天躺在床上，吃饭很少，一支接着一支地吸烟，这使他的感冒和病痛加重。
不久，艾森豪威尔得了失眠症。马歇尔得知这些情况后，指示有关人员，为艾森豪威尔制定了加强保健的生活制度，甚至强迫艾森豪威尔抽出时间来做喜爱的体操。
1月15日，艾森豪威尔病后还没有来得及真正恢复健康，就飞往卡萨布兰卡，与罗斯福和丘吉尔进行会晤。
飞行过程中，B-17重型轰炸机出了点故障，发动机运转极不规律，飞机在蓝天中剧烈地颠簸。透过玻璃窗，可看到黛色的山尖及丛林在身旁一掠而过，大家一片惊呼。
终于，在经历了数次惊险之后，飞机安全降落在卡萨布兰卡。此时，等待着艾森豪威尔的是两个好消息。
第一个消息是，丘吉尔和罗斯福一致同意不仅让艾森豪威尔继续指挥“火炬”行动部队。而且待英国第八集团军开抵突尼斯边境后，也归艾森豪威尔指挥。
第二个消息是，马歇尔建议授予他上将军衔，为的是让美国总司令能与盟国的同僚平起平坐。因为，盟国一些同僚的军衔都比他高。
按惯例，军衔应授予有战功的将军，尽管艾森豪威尔还没有拿下突尼斯，但罗斯福总统还是同意提升艾森豪威尔的军衔。
1943年1月，卡萨布兰卡会议决定，盟军将在北非战役之后实施西西里战役，以改善盟军的军事态势；任命艾森豪威尔为北非战区盟军最高司令，亚历山大为副司令兼地面部队司令，特德为空军司令。
与此同时，艾森豪威尔晋升为上将。会后，北非盟军整编为第十八集团军群，由亚历山大任集团军群司令，在艾森豪威尔之下负责直接指挥。
1月24日，卡萨布兰卡会议结束之后，艾森豪威尔加紧积蓄力量，整顿部队，准备向隆美尔发动一次强大的攻势。这时，美国的军用物资、装备已源源运抵前线。随着飞机数量不断增加和使用前方机场，盟国空军开始从德国人手中夺取了制空权。造成的直接结果是，德国人感到越来越难以切断盟军的供应线，或保卫他们自己的供应线。
此间，艾森豪威尔最担心战线的南端。在这里布防的美国第二军团的四个师，除了在11月间同维希法国部队有过一两天交锋之外，都没有作战经验，都是匆促组成派到北非来的。他们在美国没有时间进行认真训练，战备观念极差。
在一次视察时，艾森豪威尔吃惊地发现，一支部队已经进入阵地两天，却仍然没有布雷。军官们说，他们准备在第二天解决。艾森豪威尔狠狠地骂了他们一顿，然后指出，当德国人进入防御阵地时，他们必须布雷，机枪进入掩体，部队在两小时内进入一级战备状态。
使艾森豪威尔同样感到生气的是，他发现部队撤出前线时，军官们允许士兵到附近的村庄去休息。他了解到，每当英国军队撤离前线时，甚至对他们最有战斗经验的部队也都进行长时间的实战训练演习。
1943年1月底至2月，隆美尔部经费德、加夫萨向卡塞林发动钳式攻势，费雷登道尔的美国第二军攻卡塞林蒙受重大损失。艾森豪威尔急调巴顿任第二军军长。
在盟军的强烈攻势下，钳形攻势结束。隆美尔部向梅德宁进攻失败之后，隆美尔认为再战无益，于3月9日抱病回国，由阿尼姆代替指挥。
根据艾森豪威尔批准的突尼斯作战计划，英国第八集团军将担任主攻，突破马雷特防线，沿海岸平原将敌军往北赶到突尼斯城；英国第一集团军固守北部和中部突尼斯前沿阵地；美国第二军则沿山地向东实施有限佯攻，把敌军从第八集团军的前线吸引过来并威胁敌军的右翼。
3月20日，英国第八集团军对马雷特防线的正面突击失败，而侧翼迂回行动则获得成功。5月5日，盟军发动最后突击，阿尼姆于13日率所部24万人投降。北非战役给纳粹德国以沉重的打击，为开辟欧洲第二战场创造了前提条件，北非战役证明了艾森豪威尔的指挥能力和领导地位。
