В августе 1941 г. Рузвельт встретился с Черчиллем в Атлантике у берегов Ньюфаундленда, где они подписали документ, вошедший в историю как Атлантическая хартия — торжественная декларация решимости вести войну против агрессоров до победного конца и создания безопасного мира. Через месяц СССР объявил о присоединении к Атлантической хартии.
Между тем начать реальную войну США смогли не в Европе, а на Тихом океане. 7 декабря 1941 г. базировавшиеся на авианосцах японские бомбардировщики нанесли удар по американскому флоту, находившемуся в Перл-Харборе — главной военно-морской базе США на Гавайях. Почти все силы Тихоокеанского флота США были выведены из строя. Атака произвела на Рузвельта ошеломляющее впечатление. Сперва он не поверил сведениям, затем ненадолго растерялся. Вскоре, однако, президент овладел собой. 8 декабря Рузвельт выступил на совместном заседании обеих палат Конгресса, признав, что происшедшее «будет навсегда датой позора». Конгресс принял декларацию об объявлении войны Японии. В этот же день войну Японии объявила Великобритания. Вслед за этим Германия объявила войну США.
Последовавшее вскоре решение президента о выселении граждан США японского происхождения в специальные лагеря можно объяснить лишь болезненным чувством мести. Эти люди теряли собственность, оказывались в антисанитарных условиях, голодали. Только в 1945 г. японцам было разрешено возвратиться по домам. Через много лет президент Рональд Рейган подписал документ, в котором приносились извинения за интернирование, вызванное «расовыми предрассудками», и каждый из примерно 60 тысяч доживших до этого времени пострадавших получил компенсацию в 20 тыс. долларов.
После вступления США в войну Рузвельт издал ряд распоряжений по укреплению внутренней безопасности и максимальной мобилизации сил на ведение войны. Были приняты меры по усиленной охране правительственных зданий, введена цензура, часть продовольственных и промышленных товаров стала распределяться по купонам. Был создан Совет военного производства, решения которого были обязаны выполнять не только государственные, но и частные организации. Вся предпринимательская активность оказалась под строжайшим государственным контролем.
Вместе с тем укреплялись союзнические отношения. 1 января 1942 г. была подписана Декларация Объединенных Наций, содержавшая обязательство «употребить все свои ресурсы, военные или экономические, против тех членов Тройственного пакта и присоединившихся к нему, с которыми… [данная страна] находится в войне». В конце мая — начале июня 1942 г. в Вашингтоне побывал советский нарком иностранных дел В. М. Молотов. Шли переговоры об открытии «второго фронта» в Европе. 12 июня было подписано коммюнике, в котором указывалось на «полную договоренность в отношении неотложных задач создания второго фронта в Европе в 1942 г.». Президент США и его помощники проявили здесь большую долю лукавства: это было всего лишь сообщение о визите, а не договор, и главное, Рузвельт трактовал «договоренность» как намерение приложить силы к открытию «второго фронта», тогда как в СССР это было воспринято как обязательство. В последующей переписке с Рузвельтом Сталин неоднократно резко критиковал американского президента за нарушение обязательств, выразившееся в том, что «второй фронт» не был открыт ни в 1942-м, ни в 1943 г.
Новый фронт в действительности был открыт в Северной Африке, где в начале ноября 1942 г. высадились американские и британские войска под командованием генерала Дуайта Эйзенхауэра. Они быстро заняли территорию Марокко и Алжира, затем вели упорные бои в Тунисе. Африканская операция была завершена весной 1943 г., после чего началась подготовка к высадке на юге Италии.
В то же время эффективно развивался «арсенал демократий». Американская промышленность выпустила в 1942 г. 48 тыс. боевых самолетов. На 1943 г. Рузвельт предложил рекордный бюджет — 100 млрд долларов, что на 1/4 превышало предыдущий. Шли исследования в области новейших видов оружия, создавалось ракетное вооружение, приобретали четкие очертания работы в области атомной энергии, носившие маскировочное наименование «Манхэттенский проект». Несмотря на все возможные меры безопасности, в этот проект проникла советская разведка, в частности ее агенты супруги Джулиус и Этель Розенберг, коммунисты, которые смогли добыть и передать резидентуре важные данные о новом оружии. Они были раскрыты и уже после войны казнены на электрическом стуле.
В конце 1944 г. работа над атомным проектом вступила в завершающую фазу и было решено нанести первый удар (или удары) по Японии. После встречи Рузвельта с военным секретарем Генри Стимсоном 30 декабря была начата подготовка летчиков для боевого применения атомного оружия. Президент отдавал себе отчет, что подготовка должна быть не только чисто военной, но и психологической, ибо, скорее всего, речь будет идти о десятках тысяч жертв среди мирного населения. Определены были города, которые станут объектами бомбардировки, среди них были Хиросима, Ниигату, Нагасаки, Кокуру. Мир все ближе подходил к началу атомной эры.
Одновременно становились все более ощутимыми контуры грядущей победы. Рузвельт, как и другие участники антигитлеровской коалиции, понимал необходимость согласования военных усилий союзников, причем на уровне высших руководителей. Американский президент неоднократно встречался с премьером Великобритании Черчиллем и в США, и в Канаде. По подавляющему большинству вопросов они достигали взаимопонимания. Черчилль, в частности, был в курсе американских ядерных разработок, в которых участвовали и британские ученые. Оба понимали необходимость согласовывать военно-политические планы с советским лидером, которого называли обычно «дядя Джо». В сентябре — октябре 1943 г. после согласования самого факта встречи шел торг по поводу места ее проведения. Сталин настаивал на столице Ирана Тегеране, где размещался советский воинский контингент и где он чувствовал бы себя в безопасности, тем более что Тегеран находился вблизи от советской границы. Рузвельт, скорее всего по соображениям престижа, настаивал на своей зоне влияния, но в конце концов согласился.
Тегеранская конференция глав трех держав состоялась 28 ноября — 1 декабря 1943 г. Встреча проходила в обстановке сотрудничества и острых дебатов, причем медиатором, как правило, выступал Рузвельт. Именно он проинформировал Сталина о намерении США и Великобритании осуществить высадку своих войск в Северной Франции не позднее мая 1944 г. Были поставлены вопросы о создании международной организации безопасности, о послевоенном устройстве Германии. Рузвельт занял жесткую позицию, предложив разделить Германию на несколько государств, а ряд ее территорий превратить в «международные зоны» (решение вопроса было отложено). Сталин обязался вступить в войну с Японией через три месяца после окончания военных действий в Европе. В целом Тегеранская конференция свидетельствовала об укреплении союза и стремлении Рузвельта сохранить его и после войны.
Англо-американские войска начали высадку во Франции 6 июня 1944 г. Операция в целом проходила успешно: закрепившись на побережье, войска Союзников начали продвижение вглубь страны. В этих условиях Рузвельт уже стал задумываться о судьбе американских военнослужащих (около 11 млн человек) после их возвращения на родину. По предложению президента был разработан проект закона о реадаптации военнослужащих, так называемый Билль о правах джи-ай. (Термином GI — government issue или проблема правительства — обычно называли американских солдат, подчеркивая этим, что именно власти должны проявлять всю полноту заботы о военнослужащих.) Закон был подписан президентом 22 июня 1944 г. Он предусматривал выделение средств на бесплатное образование и профессиональную подготовку демобилизованных солдат и сержантов, предоставление им беспроцентных займов на покупку домов, льготные условия лечения.
Одновременно в целом резко повышался жизненный уровень населения США. Со 2-й половины 1943 г. благодаря невиданному росту производства началось резкое увеличение выпуска гражданской продукции и карточная система, не будучи отмененной, умерла сама собой. Фактически была ликвидирована безработица, у населения появилась уверенность в сохранении работы, стабильном заработке. О том, что будет по окончании войны, предпочитали не задумываться.
Рузвельт испытывал гордость за свою страну и за свою деятельность. Он многократно произносил торжественные речи об успехах, которых США добились за годы войны. Действительно, накануне войны в США производилась треть мировой промышленной продукции, а в конце войны — половина. В решающей степени это было связано с конъюнктурой и отсутствием на территории США боевых действий. Но немалая заслуга президента в этом тоже была.
В 1944 г. Рузвельт решился на беспрецедентный шаг — он выдвинул свою кандидатуру на президентский пост в 4-й раз! Ему противостоял кандидат республиканцев губернатор штата Нью-Йорк Томас Дьюи. Это был опытный администратор, но Рузвельт являлся настолько неоспоримым руководителем нации, что был безоговорочно выдвинут съездом Демократической партии и затем одержал столь же блестящую победу, как и прежде. Вице-президентом стал сенатор Гарри Трумэн, компромиссная фигура, не претендовавшая на высшие посты.
В начале 1945 г. был согласован вопрос о проведении новой встречи Рузвельта, Черчилля и Сталина в Ялте. Тяжелобольной Рузвельт, здоровье которого ухудшалось, несмотря на публикацию явно фальшивых сообщений медиков о его отличном состоянии, был вынужден принять по существу унизительное требование о встрече на советской территории, что было свидетельством его крайней заинтересованности во вступлении СССР в войну против Японии. Встреча проходила под Ялтой, в Ливадийском дворце 4-11 февраля 1945 г. Зарубежные участники конференции отмечали, что Рузвельт сильно сдал: он похудел, под глазами появились резкие темные круги. По ряду вопросов шли острые споры, завершавшиеся компромиссом или прекращением обсуждения. По вопросу о послевоенной международной организации требование Сталина состояло в том, что в нее должны быть приняты не только СССР в целом, но и все советские республики. Торг завершился тем, что, помимо СССР, в Организацию Объединенных Наций, как уже неофициально называли будущую структуру, войдут две республики — Украина и Белоруссия.