1939年下半年，第二次世界大戰爆發。德國外交部向荷蘭發出照會，表示尊重荷蘭的中立國地位。由於有第壹次世界大戰的教訓，荷蘭也做了兩手準備，開始進行戰備動員，征兵工作在1940年4月達到高潮。荷蘭政府的估計沒有錯，德國沒有履行自己的諾言。1940年5月10日清晨，德國對荷蘭不宣而戰，德軍從幾個方向越過邊界進入荷蘭。同壹天，德軍侵入比利時和盧森堡。德軍入侵荷、比、盧三國的意圖有三：壹是將英軍和法軍從奧爾登紮爾（Oldenzaal）引開，誘使他們進入比利時腹地；二是搶占先機，避免荷蘭被英軍當作進攻德國的橋頭堡；三是利用荷蘭沿海的機場作為德國空軍轟炸英國的前沿基地。
荷蘭軍隊規模雖然有所擴大，但裝備仍然處於劣勢。荷蘭軍隊的武器不僅老化，而且數量也不足，大部分裝備尤其是重型武器自第壹次世界大戰以來就沒有更換。荷蘭空軍僅有140架飛機，而且大多是過時的雙翼機。陸軍僅裝備有少量裝甲車和坦克，在開戰的第壹天就有65輛坦克被德軍摧毀。
德軍在荷蘭領土上迅速推進，但荷軍的抵抗也很頑強。在戰爭打響的第壹天，德軍的傘兵突擊隊空降荷蘭腹地，任務是劫持荷蘭內閣成員和占領奧肯堡機場與育本堡機場，為後續的空降兵奪取落腳點。德軍的傘兵突擊隊遭到荷軍阻擊、傷亡重大。然而，在第壹天的戰鬥中德軍就渡過了荷蘭境內的馬斯河，到達比利時的埃本-埃馬爾要塞（Eben-Emael Fort）側翼，迫使比利時軍隊從邊界後退。在荷蘭東部地區，德軍逼退了格雷柏海堤的荷軍，但他們在通過須德海跨海大壩時放慢了腳步。跨海長堤太窄，大壩上的荷軍抵抗頑強。
德軍在開戰的第壹天用水上飛機將突擊部隊空降到馬斯河上，迅速地控制了馬斯河上的幾座橋梁。德軍對鹿特丹圍而不攻，對守軍發出最後通牒，要求荷軍投降，否則就進行轟炸。最後通牒上說給荷蘭人考慮的時間是12小時。荷軍指揮官接到最後通牒後采取拖延戰術，以這份通牒上沒有德軍指揮官的簽字為由將通牒退還給德軍。不知是因為德國空軍沒有與陸軍指揮官溝通好，還是德軍指揮官根本不理會荷軍要求簽字的借口，在通牒發出後第12個小時德國轟炸機開始執行“鹿特丹閃電”計劃，對鹿特丹進行轟炸。在這次空襲中有800 900名荷蘭平民死亡，2500幢房屋被摧毀。德國飛機專門選擇轟炸居民區，因為平民的生命和鮮血最容易摧毀守軍的意誌。鹿特丹市政官員對荷蘭軍方施加了巨大的壓力，要求軍方在無法保證平民的安全的情況下不要再進行無謂的抵抗，以免造成更多平民傷亡。
與此同時，烏得勒支市也收到類似的最後通牒。荷軍最高指揮官亨利·溫克爾曼（Henri Winkelman）召集其他軍隊將領開會商量對策。軍事會議認為，荷軍給養不足、裝備落後，與德軍作戰沒有任何勝算，當時內閣與女王已撤退到英國，盟軍正在向敦刻爾克敗退，因此將領們認為繼續抵抗是毫無意義的。5月14日下午，溫克爾曼將軍簽署命令，下令荷軍放下武器向德軍投降。投降書於5月15日簽署。荷蘭皇家海軍的艦只沒有執行溫克爾曼將軍的命令，紛紛拔錨駛往英國海港。荷蘭王國的海外屬地也沒有受國內投降的影響，繼續與盟軍並肩戰鬥。
荷蘭軍隊只抵抗了四天，在這四天中擊斃德軍2200人，擊傷7000多人，俘虜1300人。荷軍陣亡人數為2300人，受傷人數為7000多人，另有3000名荷蘭平民被炸死。德軍俘虜被及時轉運到英國的集中營。
威廉敏娜女王及家人和政府官員在荷軍投降前撤離荷蘭，在海外組成了流亡政府。荷蘭淪陷後，荷蘭流亡政府接到德軍發來的信件，“邀請”他們返回荷蘭繼續執政。此時法國的貝當（Henri Philippe Pétain）元帥已經同意與德國人合作，準備在維希建立傀儡政府。荷蘭流亡政府首相迪克·揚·德·基爾（Dirk Jan de Geer）主張接受德國人的誘降，但遭到女王拒絕。女王解除了基爾的職務，任命彼得·格布蘭迪（Pieter Gerbrandy）為新首相。
德國派自己的文職官員任荷蘭總督，處理荷蘭民事事務。這與德國在法國、丹麥和比利時占領區的治理模式不壹樣。在德國占領下的法國和丹麥，由本國人組成的傀儡政府管理民事事務，而比利時在德軍占領時期由奧地利納粹分子阿瑟·賽斯-因誇特領導的文職政府管理。