Leclerc, auto-promu pour l'occasion colonel, "comme par enchantement" selon l'expression de De Gaulle, rallie ces territoires à la France libre, lui donnant pour la première fois une assise territoriale et stratégique significative.

À partir de ces bases, sa colonne, qui compte notamment le capitaine Massu, effectue des raids de plusieurs milliers de kilomètres en direction des postes italiens. Ayant pris l'oasis de Koufra (28 février 1941), il fait le serment avec ses soldats de ne pas déposer les armes avant d'avoir vu le drapeau français flotter sur la cathédrale de Strasbourg. Son engagement dans la France libre lui fait abandonner l'Action française.

Envoyée en Normandie, sa 2^e Division Blindée (2e DB) débarque tardivement durant l'été 1944. Faisant partie de la 3^e armée du général Patton, la division de Leclerc, ou "division Croix de Lorraine", devient parfois même le fer de lance des attaques américaines. Sa division libère Alençon le 12 août, s'illustre dans la forêt d'Écouves, mais butte le 13 août sur Argentan qu'elle ne peut investir, gênant en fait les mouvements américains. Leclerc demande alors l'autorisation de quitter le théâtre des opérations en Normandie, pour "Ne plus perdre un seul homme ici et libérer la capitale de la France"". Le 25 août 1944, il est à Paris. Il reçoit la reddition du général von Choltitz à la gare Montparnasse. Ses troupes libèrent Strasbourg, avant de finir la guerre à Berchtesgaden, en Bavière. Il signe, au nom de la France, le 2 septembre 1945, l'acte de capitulation du Japon à bord du cuirassé Missouri.