在国内总动员的同时，丘吉尔积极调整外交政策，开展外交活动，争取美苏两大国的支持，战争伊始，他就多次向罗斯福总统去信说明如果继续让孤立主义得逞，总有一天希特勒的魔影会笼罩到美国的头上，美国就再也不能隔岸观火了。1940 年12 月29 日罗斯福发表“炉边谈话”，1941 年3 月8日美国国会通过“租借法案”。该法案的通过应该说是丘吉尔外交的一大成功。丘吉尔还曾向苏联通报德国随时可能侵略苏联的情报。1941 年6 月22日，苏德战争爆发。当晚丘吉尔就发表了那篇著名的广播演说，表示愿意立即同苏联联合对德作战：“俄国所受到的威胁，也就是我国和美国所受到的威胁..我们只有一个目标，一个坚定不移的目标，那就是决心摧毁希特勒和纳粹政权的一切余毒。任何一个继续战斗抗击纳粹主义的国家和个人都将得到我们的援助。”丘吉尔的积极态度大大促进了战时英、美、苏三国联盟的实现。7 月12 日英苏两国签署协定表示愿意携起手来共同对德作战，决不同德国单方面讲和。1941 年8 月9 日丘吉尔与罗斯福首次在纽芬兰的阿金夏港外举行首脑会议。14 日双方签署象征国际反法西斯统一战线的建立的“大西洋宪章”。12 月7 日珍珠港事件爆发，美国终于和英国站“在了同一条船上”。丘吉尔当即前往华盛顿，与罗斯福进行了20 多天的会谈，并在美国国会发表演说，争取美国出兵北非的保证，并建立英美联合参谋长会议。
为了更好地采取合作行动，阻止德国的进攻，1941 年5 月苏联开始向英国提出开辟第二战场的要求，双方签订同盟条约，表示不提苏联西部疆界之事，丘吉尔表示可在1942 年内开辟第二战场。然而随着德意军队在近东和北非的节节获胜，丘吉尔越来越担忧英国传统的殖民势力了。他决定把英军的主力放在近东和地中海一带为英帝国殖民利益而战。在丘吉尔的努力下，1942 年7 月25 日美英决定暂不开辟欧洲第二战场，而在法属非洲开展攻势，即“火炬”行动计划，8 月12 日丘吉尔飞抵莫斯科，借口部队和供应不足，不能在1942 年内开辟欧洲第二战场，争取斯大林对“火炬”行动计划的赞同。
1943 年初，盟军在北非取得重大胜利。1 月中旬，英美首脑在卡萨布兰卡举行会谈。丘吉尔放弃在1943 年跨越英吉利海峡作战的原意，主张选择“欧洲柔软的下腹部”地中海巴尔干地区作战。会谈后发表要法西斯轴心国“无条件投降”的原则，排除了对“单独媾和”可能性的任何试探。同年5 月丘吉尔再次赴美商谈地中海作战计划。但美国赞成尽早跨越海峡作战。经过多次斡旋，最后决定7 月中旬攻打意大利，跨越海峡作战开辟“第二战场”又被推到1944 年。丘吉尔因过多考虑英国的殖民利益，把欧洲战争的主要负担长久压在苏联身上，使苏联的处境十分困难。