После вступления США в войну Рузвельт издал ряд распоряжений по укреплению внутренней безопасности и максимальной мобилизации сил на ведение войны. Были приняты меры по усиленной охране правительственных зданий, введена цензура, часть продовольственных и промышленных товаров стала распределяться по купонам. Был создан Совет военного производства, решения которого были обязаны выполнять не только государственные, но и частные организации. Вся предпринимательская активность оказалась под строжайшим государственным контролем.
Вместе с тем укреплялись союзнические отношения. 1 января 1942 г. была подписана Декларация Объединенных Наций, содержавшая обязательство «употребить все свои ресурсы, военные или экономические, против тех членов Тройственного пакта и присоединившихся к нему, с которыми… [данная страна] находится в войне». В конце мая — начале июня 1942 г. в Вашингтоне побывал советский нарком иностранных дел В. М. Молотов. Шли переговоры об открытии «второго фронта» в Европе. 12 июня было подписано коммюнике, в котором указывалось на «полную договоренность в отношении неотложных задач создания второго фронта в Европе в 1942 г.». Президент США и его помощники проявили здесь большую долю лукавства: это было всего лишь сообщение о визите, а не договор, и главное, Рузвельт трактовал «договоренность» как намерение приложить силы к открытию «второго фронта», тогда как в СССР это было воспринято как обязательство. В последующей переписке с Рузвельтом Сталин неоднократно резко критиковал американского президента за нарушение обязательств, выразившееся в том, что «второй фронт» не был открыт ни в 1942-м, ни в 1943 г.
Новый фронт в действительности был открыт в Северной Африке, где в начале ноября 1942 г. высадились американские и британские войска под командованием генерала Дуайта Эйзенхауэра. Они быстро заняли территорию Марокко и Алжира, затем вели упорные бои в Тунисе. Африканская операция была завершена весной 1943 г., после чего началась подготовка к высадке на юге Италии.
В то же время эффективно развивался «арсенал демократий». Американская промышленность выпустила в 1942 г. 48 тыс. боевых самолетов. На 1943 г. Рузвельт предложил рекордный бюджет — 100 млрд долларов, что на 1/4 превышало предыдущий. Шли исследования в области новейших видов оружия, создавалось ракетное вооружение, приобретали четкие очертания работы в области атомной энергии, носившие маскировочное наименование «Манхэттенский проект». Несмотря на все возможные меры безопасности, в этот проект проникла советская разведка, в частности ее агенты супруги Джулиус и Этель Розенберг, коммунисты, которые смогли добыть и передать резидентуре важные данные о новом оружии. Они были раскрыты и уже после войны казнены на электрическом стуле.
В конце 1944 г. работа над атомным проектом вступила в завершающую фазу и было решено нанести первый удар (или удары) по Японии. После встречи Рузвельта с военным секретарем Генри Стимсоном 30 декабря была начата подготовка летчиков для боевого применения атомного оружия. Президент отдавал себе отчет, что подготовка должна быть не только чисто военной, но и психологической, ибо, скорее всего, речь будет идти о десятках тысяч жертв среди мирного населения. Определены были города, которые станут объектами бомбардировки, среди них были Хиросима, Ниигату, Нагасаки, Кокуру. Мир все ближе подходил к началу атомной эры.
Одновременно становились все более ощутимыми контуры грядущей победы. Рузвельт, как и другие участники антигитлеровской коалиции, понимал необходимость согласования военных усилий союзников, причем на уровне высших руководителей. Американский президент неоднократно встречался с премьером Великобритании Черчиллем и в США, и в Канаде. По подавляющему большинству вопросов они достигали взаимопонимания. Черчилль, в частности, был в курсе американских ядерных разработок, в которых участвовали и британские ученые. Оба понимали необходимость согласовывать военно-политические планы с советским лидером, которого называли обычно «дядя Джо». В сентябре — октябре 1943 г. после согласования самого факта встречи шел торг по поводу места ее проведения. Сталин настаивал на столице Ирана Тегеране, где размещался советский воинский контингент и где он чувствовал бы себя в безопасности, тем более что Тегеран находился вблизи от советской границы. Рузвельт, скорее всего по соображениям престижа, настаивал на своей зоне влияния, но в конце концов согласился.
