Zehn Tage nach der Landung der Alliierten am D-Day wurde die Lage der deutschen Streitkräfte auf der Halbinsel Cotentin kritisch. Das Gebiet war im Begriff, von den Alliierten in zwei Hälften geteilt zu werden. Angesichts der möglichen Einkesselung erlaubte Hitler General Karl-Wilhelm von Schlieben, sich mit seinen Truppen am 17. Juni in nördlicher Richtung zurückzuziehen, um die Verteidigung von Cherbourg-en-Mer und des gesamten nördlichen Teils der Halbinsel sicherzustellen.

In der Nacht vom 17. auf den 18. Juni 1944 erreichte die amerikanische 9. Infanteriedivision die Westküste des Landvorsprungs. Die Halbinsel wurde von Quinéville bis Barneville-sur-Mer in zwei Hälften geteilt. Damit waren 30.000 deutsche Soldaten eingeschlossen.

Während am 19. Juni die Verteidigungsanlagen von Montebourg durchbrochen wurden, wurde Valognes am Abend von der 79. Infanteriedivision besetzt. Während am 19. Juni die Verteidigungslinien von Montebourg durchbrochen wurden, nahm die 79. Infanteriedivision am Abend Valognes ein. Von Schlieben, von Hitler zum Kommandanten der Festung Cherbourg ernannt, lehnte das Ultimatum von U.S. General Joseph Lawton Collins ab, der ihn am 22. Juni zur Kapitulation aufforderte. Dem Führerbefehl folgend, wollte von Schlieben den Hafen und die Stadt von Cherbourg bis zum letzten Mann verteidigen.

Kurz darauf erfolgten die ersten Luftangriffe auf die Befestigungsanlagen des Hafens. Fast 1.000 Flugzeuge bombardierten über 80 Minuten lang die Verteidigungsanlagen der Stadt. Drei U.S.-Divisionen stießen sodann in die entstandenen Lücken vor und zerstörten die erste deutsche Verteidigungslinie vor Cherbourg. Die Wehrmacht hingegen zerstörte die Hafenanlagen der Stadt. Das Fährterminal wurde in der Nacht vom 23. auf den 24. Juni gesprengt. Vom 24. bis 26. Juni intensivierte sich der amerikanische Vormarsch. Das Fort du Roule, das die Stadt überragt, wurde am 24. nach heftigen Kämpfen und Artilleriebeschuss durch die alliierte Marine eingenommen. Kurz darauf folgten Tourlaville und Équeurdreville.

Am 26. Juni marschierten die US-Amerikaner in Cherbourg ein, begleitet von der örtlichen Bevölkerung. Sie nahmen von Schlieben, Admiral Walter Hennecke sowie 800 deutsche Soldaten gefangen. Die Einnahme von Cherbourg kostete das US-amerikanische VII. Corps 3.000 Tote, 3.000 Vermisste und 13.500 Verwundete. Bis zur letzten Kapitulation am 1. Juli in Cap de la Hague waren 11.000 deutsche Soldaten gefallen und 39.000 in Kriegsgefangenschaft geraten.

Cherbourg-en-Mer war der erste französische Hafen, der von den Amerikanern befreit wurde. Am 16. Juli 1944 konnten die ersten großen Schiffe dort anlegen, die den Vorstoß der Alliierten während der Schlacht um die Normandie mit Nachschub versorgten.