罗斯福要求国会追加国防拨款，加强战备。为了获得支持，罗斯福任命共和党人为陆军部长和海军部长。
1940年总统竞选初期，罗斯福的全部精力集中在扩军备战方面，在罗斯福的影响下，国会批准陆海军的扩充，伯克一沃兹沃思选征兵役法得到通过。在英国面临危亡的时刻，罗斯福开始向英国提供武器装备，将50艘驱逐舰转让给英国，英国则将部分海军基地租借给美国。罗斯福还提请国会授权并拨给款项，制造军火和军用物资，以供给被侵略国家。
1941年6月22日，苏德战争爆发之后，罗斯福严辞谴责德国，宣布美国将援助苏联。当年12月，日本偷袭美国珍珠港，美国则向日本、德国、意大利宣战。为了赢得战争，罗斯福下令实施战争动员和改组军队指挥机构。1942年，罗斯福下令在原陆海军联合委员会的基础上，组建参谋长联席会议，对武装部队实施统一指挥。
1942年，北非英军屡遭失败，盟国面临的军事形势极为不利。为了摆脱军事困境和作为盟军不能于1942年在欧洲开辟第二战场的补偿，罗斯福不顾马歇尔的反对，决定盟军实施北非登陆计划。他还亲自率领有关指挥与参谋人员赴摩洛哥，举行军事会议。会议决定：1943年进攻西西里，进攻法国的作战延至1944年。随着时间的推移，战争逐渐发生转变，意大利、德**队开始节节败退，墨索里尼政府垮台。罗斯福、邱吉尔和斯大林在德黑兰举行会议，讨论开辟欧洲第二战场、意大利地区的军事行动和太平洋的进攻作战、德国投降后苏联的对日作战、波兰边界、战后德国的处置等问题。