К середине апреля 1941 года фронт в Северной Африке стабилизировался по линии ливийско-египетской границы. В июле 1941 года, создав значительное превосходство в силах, англичане попытались перейти в наступление и вновь овладеть стратегической инициативой на ТВД, но снова были разбиты Роммелем. За свои победы в Северной Африке весной — летом 1941 года Роммель был награжден дубовыми листьями к Рыцарскому кресту и получил чин генерала танковых, войск, а его корпус был преобразован в танковую группу «Африка» (15 августа 1941 года). В оперативном подчинении Роммеля находились также итальянские войска, отличавшиеся весьма низкой боеспособностью. К осени 1941 года англичане получили значительные подкрепления и 18 ноября перешли в наступление с целью разгромить противостоявшую группировку противника. 8-я английская армия (6 дивизий и 5 бригад) насчитывала около 120 тыс. человек, свыше 900 танков и более 1000 самолетов. Роммель располагал 10 дивизиями (7 итальянских и 3 немецких) общей численностью около 100 тыс. человек, свыше 500 танков и 340 самолетов. Хотя все атаки противника Роммелю удалось отразить, но недостаток сил и особенно средств вынудил его начать отступление. 5 декабря 1941 года он снял осаду Тобрука, продолжавшуюся 8 месяцев, а вслед за тем оставил и Киренаику. В ходе 2-месячных боев английские войска продвинулись на глубину почти 800 км, но не смогли решить свою главную задачу — уничтожить немецко-итальянские войска в Северной Африке. Продвижению 8-й английской армии на такую большую глубину в значительной мере способствовал флот, обеспечивавший ее бесперебойное снабжение всем необходимым и мощную огневую поддержку на приморском фланге. Тыловое же обеспечение войск Роммеля находилось в крайне плачевном состоянии. Получив подкрепления и перегруппировав свои силы, Роммель 21 января 1942 года нанес внезапный контрудар по противнику, вновь овладел Бенгази, отбросил английские войска на 600 км к востоку и вышел на рубеж Эль-Газала, Бир-Хакейм, где был вынужден остановиться ввиду недостатка горючего и боеприпасов. Упредив противника с переходом в наступление, Роммель сорвал его план наступления на Триполи. За эту впечатляющую победу (на фоне поражения немецко-фашистских войск под Москвой) Гитлер наградил Роммеля мечами к Рыцарскому кресту и произвел в генерал-полковники (январь 1942 года). Несколькими днями ранее его танковая группа была преобразована в танковую армию «Африка» и Роммель стал ее командующим (22 января 1942 года).

С конца января 1942 года на Североафриканском ТВД наступило затишье в боевых действиях, продолжавшееся до конца мая. Обе стороны осуществляли интенсивную подготовку к новым сражениям. Первым удар нанес Роммель, атаковавший в ночь на 27 мая 1942 года противника, несмотря на его значительное превосходство в силах. У Роммеля было 610 танков (более 1/3 из них итальянские), тогда как англичане располагали 1270 танками и полуторным превосходством в артиллерии. Соотношение в авиации было равным, каждая из сторон имела по 600 самолетов. Сражение в районе Эль-Газала, Бир-Хакейм продолжалось более 2 недель (27 мая—12 июня 1942 года) и завершилось полной победой Роммеля. 8-я английская армия была разбита и начала беспорядочное отступление, преследуемая противником. 21 июня войска Роммеля взяли Тобрук, захватив там 33 тыс. пленных, а также большие запасы вооружения, боеприпасов и продовольствия. На следующий день восхищенный блистательной победой Роммеля Гитлер произвел его в генерал-фельдмаршалы (22 июня 1942 года). 50-летний Роммель стал самым «юным» фельдмаршалом немецко-фашистской армии и достиг вершины в своей военной карьере. «Гитлер сделал меня фельдмаршалом, — писал он в тот вечер жене. — Но я вместо этого предпочел бы еще одну дивизию». После сражения у Эль-Газалы в армии Роммеля оставалось в строю всего лишь около 100 исправных танков, но он тем не менее решил продолжать наступление, чтобы завершить уничтожение 8-й английской армии. Глубина продвижения его войск составила 600 км, они вторглись в Египет, имея задачу захватить Каир и Александрию, а затем выйти к Суэцкому каналу. Эта цель была уже почти достигнута — танки Роммеля находились в 110 км от Александрии, когда 30 июня неожиданно встретили хорошо организованную оборону противника западнее Эль-Аламейна. Попытка Роммеля сходу преодолеть ее успехом не увенчалась. Англичане, отразив удар немецких войск, затем сами атаковали итальянцев и обратили их в бегство. Роммелю пришлось выделить значительную часть сил немецкого Африканского корпуса, чтобы восстановить фронт в полосе своего союзника.

Первое сражение под Эль-Аламейном продолжалось почти 4 недели (1—27 июля 1942 года) и завершилось для немцев неудачей — прорвать оборону противника им не удалось. Поход в Египет был сорван. В ходе сражения под Эль-Аламейном Роммель, искусно маневрируя своими силами, отразил мощное наступление противника, но при этом почти полностью исчерпал имевшийся у него запас горючего и боеприпасов. Надежды на скорый их подвоз не было, поскольку главная база снабжения танковой армии «Африка» находилась за многие сотни километров от района боевых действий, а на море господствовал английский флот.

Роммель уже принял решение на отступление в том случае, если англичане возобновят свои атаки. Но противник также был обескровлен и утратил способность вести активные боевые действия. На африканском фронте вновь установилось затишье. Англичане довольно быстро восполнили свои потери, и уже к началу сентября соотношение в людях и танках было 3:1, а в самолетах 4:1 в их пользу.

Понимая, что время работает не на него, Роммель предпринял новую попытку прорваться к р. Нил, на этот раз через горный хребет Алам Хальфа. Но в боях, которые развернулись там 30 августа — 2 сентября 1942 года, его войска потерпели неудачу, потеряв до 50 танков. Потери англичан составили около 70 танков. 8-ю английскую армию теперь возглавлял новый командующий генерал Б. Монтгомери. Это был уже пятый ее командующий, сменявшийся менее чем за год. Таким образом, попытка Роммеля обойти оборону противника в районе Эль-Алла-мейна закончилась провалом. К этому времени сам он был уже серьезно болен. До предела измотанный полуторагодичным пребыванием в знойных африканских песках, страдавший от многих болезней (желудок, кишечник, печень, гипертония и др.) и сильного переутомления Роммель получил отпуск для лечения и 27 сентября отбыл на один из горных курортов в Австрии. Командование армией возглавил его заместитель генерал Г. Штумме. 23 октября англичане перешли в наступление. Они располагали значительным превосходством в силах и средствах над немецко-итальянскими войсками (230 тыс. человек, 1440 танков, 2311 орудий и 1500 самолетов против 80 тыс. человек, 540 танков, 1219 орудий и 350 самолетов). На следующий день в ставку Гитлера поступило сообщение, что генерал Штумме пропал без вести (вскоре его тело было найдено, генерал умер от сердечного приступа).

25 октября фюрер позвонил Роммелю и попросил его срочно вернуться в Африку. Прибыв в армию, Роммель приложил максимум усилий, чтобы отразить наступление противника. Некоторое время, используя недостаточную решительность англичан, это ему удавалось. Но натиск противника все нарастал: он вводил в сражение все новые и новые силы. В ночь на 3 ноября Роммель был вынужден отдать своим войскам приказ на отступление, поскольку все возможности для дальнейшего сопротивления были уже исчерпаны. Но тут, к своему великому удивлению, он получает приказ Гитлера «стоять твердо, не сдавать ни пяди земли и задействовать в сражении всех и все, до последнего солдата и последней винтовки». Фельдмаршал отказывался верить своим глазам — до этого времени Гитлер никогда не вмешивался в его оперативные планы. Он подчинился приказу фюрера, но это стоило ему потери более половины еще остававшихся у него танков и целого итальянского корпуса (10-й армейский корпус). Вечером 4 ноября Роммель на свой страх и риск вновь отдал приказ на отступление. Его решение об отступлении из Египта Гитлер вынужден был утвердить задним числом.