虽然隆美尔曾下命令在5月底以前不准备发动一次即便是有限的进攻，但他担心延迟行动可能会使英军有机会加强阿盖拉-比尔·苏伊发防线。于是，隆美尔于4月2日发动了进攻。由于韦维尔已将其部分部队派往希腊，并被迫将驻利比亚最有战斗经验的部队换成了刚从本土调来的未经实战锻炼的部队，因而他抵挡不住德军周密组织的进攻，不得不下令部队后撤到班加西，而且必要时还将进一步后撤。
德军在发动进攻的当天就夺取了阿杰达比亚。后来隆美尔又按到报告说，英军已撤出班加西。正在这个时候，非洲意军总司令格拉齐亚尼将军考虑到隆美尔的行动已超出罗马指示的范围，并且在补给困难的情况下不可能得到支援，因而他企图行使他的权力，阻止隆美尔的前进。而隆美尔不愿失去这个有利的时机。正当他们为此争执不下时，隆美尔接到了德军最高统帅部的一封电报，最高统帅部完全同意他自行采取行动。此后，非洲军迅速向前推进，第二天便夺取了班加西。他们径直穿过昔兰尼加的凸出部，于4月8日抵达德尔纳，并夺取了该城，俘获了800名英军。
接着，隆美尔的部队继续向托卜鲁克挺进。当时英国的沿海舰艇中队正从海上向这个地区加紧运送增援部队。隆美尔对托卜鲁克发动的数次攻击均未获得成功，其原因除了英军的顽强抵抗之外，还由于他使用了没有战斗经验的意大利部队，以及德国空军只顾对托卜鲁克实施战略轰炸，而忽略了空中战术支援。于是，隆美尔决定绕过托卜鲁克，向位于埃及边境上的塞卢姆进攻。他希望在那里巩固德军的防线。到5月底，非洲军在塞卢姆-哈尔法亚-西迪俄马三角地区建立了一个坚固的阵地，企图在那里为进攻埃及积蓄补给品。
5月，一支代号为“老虎”的特别运输船队运载着238辆坦克抵达埃及。这是英国几个月来从直布罗陀首次成功地驶抵亚历山大的一支运输船队。有了这些坦克，韦维尔将军便可对隆美尔的阵地发起反攻。6月15日，英军在大量战斗飞机的掩护下实施反攻。这次反攻的代号为“战斧”作战。经过激烈的战斗，英军反攻失败。克劳德·奥金莱克将军取代了韦维尔将军，继任中东英军总司令的职务。此后，北非战线的形势稳定了数月之久，不论英方或者德方都没有足够的兵力发动一场进攻。由于托卜鲁克仍掌握在英军手中，隆美尔无法向马特鲁港的前哨阵地前进。在马特鲁有一个机场，如果隆美尔占领了该机场，他就能对亚历山大、开罗和苏伊士运河实施空袭。
1941年春、夏两季，英国的沿海舰艇中队在北非沿海担负着对被围困的托卜鲁克的物资补给任务。8月，沿海舰艇中队又承担了驻守托卜鲁克的19000名澳大利亚军队换防的运输任务，澳大利亚自治领政府打算用这支力量在本国抵御日本的威胁。因此，负担过重的沿海舰艇中队肩上的担子又进一步加重了。截至10月底，沿海舰艇中队完成了换防运输任务，同时还向托卜鲁克运送了8000吨物资。11月，奥金莱克终于发动了进攻，于12月10日为托卜鲁克解了围。两个星期后，英军抵达了班加西。在托卜鲁克被包围的242天中，沿海舰艇中队向这里运送了大约33000名部队、92门炮、72辆坦克和34000吨补给品；同时，还从这里运走34000名部队、7500名伤员和7000名俘虏。在整个这次支援行动中，沿海舰艇中队损失2艘驱逐舰、1艘布雷舰和24艘小型船只，另有6艘商船被击沉。此外，还有7艘驱逐舰、1艘武装运输舰、19艘小型船只和7艘商船被击伤。