1941年6月12日，安东奈斯库在和希特勒会晤时便得悉德国即将发动全面侵苏战争，他是希特勒的盟友中第一个被告知侵苏计划的人，不禁为之欣喜欲狂，大叫：“如果您要打斯拉夫人，您永远可以依靠罗马尼亚。”
    罗马尼亚在苏德战争爆发后随即参加侵苏战争，据罗军总参谋部的统计，战争初期，罗军共约70余万人，其中34.2万人在苏德战场作战[35]。为促成罗马尼亚投入更多的炮灰，希特勒于8月14日同意将德涅斯特河与南布格河之间的土地交与罗马尼亚管理，称特兰斯尼特利雅，其中心则为奥德萨。安东奈斯库立即照办，到1941年底，罗马尼亚已有26个师、4个旅共70万人，在苏联境内作战。
    罗军最初取得一些进展，但也为此付出了重大的代价。奥德萨于10月16日陷落，罗军在此次攻城战中共损失71585人。11月13日，安东奈斯库在内阁会议上承认，罗军在侵苏战争已损失13万人，其中死亡2.5万人，受伤7万人。
    奥德萨战役后，罗政府宣布战争已结束，但事实上仍有26个师在苏德战场上作战。在斯大林格勒战役中共有18个师被歼，罗马尼亚至此已无力再战。
    自1942年底开始，罗马尼亚即通过其驻土耳其、西班牙和葡萄牙等国的使节向西方大国试探和平。1943年春，斯大林格勒战役结束后，安东奈斯库又前往柏林，向希特勒陈述罗马尼亚之困境，同时建议先与西方国家议和，然后再集中全力对付苏联，遭到后者的严厉申斥。然而此后安东奈斯库并未放弃议和之希望，仍暗地派遣特使在土耳其与美、英方面频频接触，并期望丘吉尔之“巴尔干方案”得以付诸实施，美英盟军能早日进入罗马尼亚。但是所有这一切到1944年春夏之交均已化为泡影。
    战争期间，自1940年至1944年，罗马尼亚运往德国1378450吨粮食、10316179吨石油、7147吨肉、126605吨蔬菜及水果和428522立方米木材，全国被法西斯德国搜刮一空[36]。在双边贸易中，德国更欠下了大笔债务，1940年为105亿列伊，1941年为171.48亿列伊，1942年猛增至251.92亿列伊，至1944年8月已达940亿列伊。此外为占领军支付之各项费用共为670亿列伊。罗马尼亚的军费开支自1941年6月22日至1944年4月31日已超过3110亿列伊。国家经济至此已面临全面崩溃的局面。
    1944年8月20日，进入罗马尼亚的苏军发起雅西-基什尼奥夫战役，全歼德南乌克兰集团军群。8月23日，罗军某些高级将领在包括罗共在内的进步力量推动下发动政变，国王米哈依下令逮捕安东奈斯库，建立起以萨纳特斯库将军为首的军政府。布加勒斯特人民发动起义，迅速解放首都，共俘获德军7000余人。[37]
    9月12日，美、英、苏三国代表在莫斯科与罗马尼亚签署停战协定，以后罗马尼亚宣布对德作战，共有23个师参加反对法西斯德国的战争。
    保加利亚为追随德国侵略战争也付出了极其沉重的代价，1944年与1939年相比，军事费用增加了6倍，占国家预算的43.8％，同时日用品价格则上涨了254％。劳动人民受害最深，反占领活动日趋高涨。
    自1941年春起，保工人党（共产党）中央即成立特别军事委员会，领导抵抗运动，同年秋组成第一批游击队。1942年秋，建立团结一切爱国力量的祖国阵线，同时游击运动亦日趋活跃。1943年春，特别军事委员会改组为准备起义的总司令部，将全国划为12个战区，年底所辖武装力量已逾6000余人[38]。此时统治集团内部的矛盾亦在加深，1943年2月13日，亲德的卢科夫将军被暗杀，希特勒对已与美英方面发生接触的保统治集团是否保持忠诚表示怀疑。8月25日，他紧急召见鲍里斯国王，作了长时间的谈话，8月28日鲍里斯回国后即暴卒，当时盛传系德方下毒致死。[39]
    1944年初，工人党中央通过准备武装起义的决议，随着苏军逼近保加利亚国境，起义的各项筹备工作也开始加紧进行。到9月初，已有3万名起义者武装起来，工人党仅在索菲亚便武装了3000多人[40]。9月5日，苏联向保加利亚宣战。9月9日，保加利亚爆发全民起义，次日成立祖国阵线政府，解放全国。10月28日，保加利亚与美、英、苏三国代表在莫斯科签署停战协定。保加利亚军队45万人自9月中旬起调转枪口对德作战，为反法西斯战争的胜利作出了一定的贡献。[41]
    土耳其是巴尔干国家中唯一的一个所谓“中立国家”，它一开始就把1939年签订的英法土三国互助条约搁置在一旁，在轴心国进攻希腊和法国时都袖手旁观，显得十分无奈的英国对此只能表示“理解”。
    土耳其的这种“中立”实际上是倾向德国的，双方在战争期间始终保持着十分密切的经济和政治上的联系。德国向土耳其提供一亿马克的信贷，而土耳其则向德国提供6.2万吨的铬。土耳其官方一直为希特勒发动的侵苏战争叫好，包括伊诺努总统在内的土耳其高层人士都不止一次地向德方表示：土耳其最关心的是“消灭俄国人”以及“作为土耳其人，他们迫切希望看到俄国被摧毁”。[42]
    自1943年初起，美、英、苏三大国，尤其是英国都积极敦促土耳其参战，英国曾多次表示愿意为土耳其提供军火，以换取在土耳其设置军事基地的权利。该年年底，在第二次开罗会议上，罗斯福和丘吉尔又力图说服土耳其总统伊诺努参战，但未取得任何结果。土耳其却乘势抬高身价，要求英国提供大批战斗机和大量武器。直到1944年8月，土耳其才与德国断交，而向德国“宣战”直拖延至1945年2月23日，此时离欧战结束只有两个多月，仅具有象征性意义而已。[19-p574～576]
    当二战接近尾声时，美、英、苏三大国环绕着巴尔干战后的重建也展开了激烈的外交战。1944年5月5日，英国外交大臣艾登会见苏联大使迈斯基，建议在巴尔干划分苏英两国未来行动的范围：罗马尼亚和保加利亚归苏联，而希腊和南斯拉夫则属英国。5月18日，苏联正式回复，表示同意[43]。10月9日，丘吉尔亲抵莫斯科与斯大林会谈，以书面形式建议：苏联在罗马尼亚和保加利亚占有绝对优势，英国则在希腊居领先地位，而两国在南斯拉夫和匈牙利则平分秋色，一半对一半。据丘吉尔说，斯大林对此未表任何异议[44]。次日，随丘吉尔出访的英国外交大臣艾登和莫洛托夫又就丘吉尔的建议进行详尽的磋商，艾登强调英国在保加利亚和匈牙利的发言权应比在罗马尼亚的来得大，而两国在南斯拉夫则应奉行一种统一的政策，双方一致同意在巴尔干应密切配合，达成完全的一致。[45]
    但这并不说明，三大国在巴尔干问题上就没有矛盾。1945年夏波茨坦会议时，它们就如何处理与罗马尼亚、保加利亚等国的关系问题发生了激烈的争执。美国代表团建议一方面准备与意大利签订和约，另一方面也应该准备与罗、保、匈等战败国签订和约。苏方对此表示赞同，同时提出补充建议，认为三大国应考虑在最近期间内与罗、保、匈建立外交关系。英国则激烈反对，强调对罗、保、匈三国情况不了解，而且那里根本就没有自由。经过激烈争论，三国才最终达成协议：一方面加紧准备与意大利签订和约，另一方面三大国也应在最近期间内考虑与罗、保、匈建交的问题。[46]
    就这样，巴尔干走出了第二次世界大战，也和一战结束时一样，这个多灾多难的半岛依然是分裂的，这就意味着未来动荡的不可避免。