除此之外，德国和伊朗的经济合作也增长迅速。1937年，德国在伊朗的对外贸易中仅次于苏联，居于第二位，次年即跃升为第一。伊朗向德国出口羊毛、棉花、铅矿、锡矿、水果和优质的皮货，进口各种机器、电讯器材、汽车、铁轨和铁路设备、化工产品和药品。

1939年9月，第二次世界大战爆发，伊朗随即宣布中立。此后英国对德国展开海上封锁，伊朗与德国的贸易往来一度中断，后来两国转经苏联进行贸易。

到1941年春天，德国已经几乎占领了整个欧洲。当年4月1日，伊拉克亲德的“金方阵”军官集团发动政变，废黜首相和摄政，由民族主义情绪强烈的拉希德·阿里掌握政权。新政府得到苏、意、日、沙特的承认，与德国复交，并要求英军撤出伊拉克。5月，德军攻占克里特岛，并从维希法国手中接管了叙利亚的机场。一时间，英国在近东和中东的利益岌岌可危。

为了保护中东和苏伊士运河的安全，以及确保英波石油公司对伊朗西南部油田的控制，英国对伊拉克政变做出了激烈的反应。4月18日，正要调往远东的第10印度师一个旅和一个炮兵团在巴士拉登陆，此外约旦的“阿拉伯军团”也开入伊拉克。5月2日，英国飞机开始轰炸包围哈巴尼亚基地的伊拉克军队。此后两个星期中，后续的英印联军部队源源不断地在巴士拉登陆，5月29日，英军占领巴格达，拉希德·阿里和“金方阵”军官集团成员逃往伊朗、叙利亚和沙特阿拉伯。

占领伊拉克的英军由奎南中将（E.P.Quinan）指挥。他们的任务是确保盟国在伊拉克的交通线，并保障石油的供应。1941年5月底，印度武装部队总司令奥金莱克爵士和中东英军总司令韦维尔将军在巴士拉会见，并磋商进一步占领中东的行动计划。6月初，英军和自由法国部队联手占领了叙利亚和黎巴嫩。

1941年6月22日，德国向苏联发动突然进攻。在德国的猛烈攻击下，7月12日，英苏达成协议，两国在对德战争中给予对方必要的帮助，不得到另一方的同意，绝不单独媾和。英国还同意立即向苏联提供其急需的第一批军火武器和药品。

当时苏联远东的港口皆处于日本海军的严密监视之下，日本事实上已在1940年9月与德国结盟，只是尚未直接参战。而且这些港口远离苏联西部的战线，漫长的西伯利亚大铁路存在运力不足的问题。盟国若通过北冰洋向摩尔曼斯克运送援助则更加危险，因为满载军火的船只很容易受到以挪威为基地的德国潜艇和飞机的攻击。再者，当时摩尔曼斯克港口条件甚差，铁路运输不便，若要从速扩建港口，则是临渴掘井。从地中海和黑海向乌克兰运送援助的通道同样危险，而且土耳其关闭了达达尼尔海峡，盟国护航队若要强行通过，势必遭到土军的激烈抵抗，很可能还由此召来已经占领希腊和保加利亚的德军干涉。

因此，盟国在1941年夏天能马上使用的仅有一条援助苏联的路线，就是从波斯湾港口出发，经纵贯伊朗的铁路，抵达巴库和里海。显而易见，伊朗成为联结苏联与英国的战略通道，而当年4月发生在伊拉克的亲德政变意味着两国今后决不能容许德国人在这条战略通道附近存在。礼萨汗国王对这个问题的严重性估计不足，最后终于铸成大错。

1941年7月18日，英苏两国联合照会伊朗政府，要求驱逐在伊朗工作的德国人。伊朗政府在复照中指出，伊朗的工业部门需要德国专家的指导，在短时间内很难找到替代他们的人。况且德国专家的人数有限，又受到伊朗政府的严格监视，不足以构成什么威胁。8月16日，英苏再度发出照会，要求伊朗驱逐全部德国侨民，以结束德国特务的活动。伊朗政府在复照中说，在伊朗的德国侨民总共只有470人，远远少于盟国侨民。中立的葡萄牙没有驱逐德侨，瑞士、瑞典和美国也没有驱逐德侨。如将这些德侨驱逐出境，伊朗将违反严守中立的原则。8月23日，礼萨汗国王还请求美国出面，制止英苏对伊朗的要挟。但是美国驻德黑兰公使反劝伊朗加入盟国，对德宣战。礼萨国王觉得盟国态度蹊跷，遂要求驻伦敦公使探询盟国真正的意图和要求，但是没有得到答复。伊朗外交部通知德国驻德黑兰公使，表示伊朗决定遣返尚未撤走的德国侨民，德侨经土耳其返国的安排业已就绪。但是，这些侨民尚未动身，英国和苏联就采取了军事行动。

在英苏联合入侵前夕，伊朗陆军规模约为12万人，编为两个配备105毫米斯科达火炮的皇家近卫师（均驻扎在德黑兰），9个普通师（分别驻扎在全国六个军区，其中5个师在北方防备苏联，4个师在南方防备英国），5个宪兵旅，以及1个独立的机械化旅（装备捷克制造的AH-IV和TNH坦克，若干英制1921型罗尔斯·罗伊斯装甲车以及美制TK-6装甲车）。伊朗皇家空军拥有大约400架飞机，编为8个大队。伊朗海军在里海中有2艘炮艇、5艘鱼雷艇、1艘武装拖船和1艘武装游艇，在波斯湾有2艘意大利建造的炮舰，4艘炮艇，3艘鱼雷艇和1艘拖船。

英军的入侵部队包括第8和第10印度师，第2印度装甲旅，第9装甲旅和第21印度步兵旅。苏军则从外高加索和中亚军区的第44、47和第53军中抽调了入侵部队。

1941年8月25日凌晨零点，由诺维科夫将军指挥的一支约2000人的苏军摩托化部队在阿塞拜疆南部纳希契万地区渡过阿拉斯河，进入伊朗境内，很快占领了马库（Maku）和霍伊（Khoi），随后经大不里士向东进军。东边500公里外，另一支2000人的苏军纵队沿着里海南岸向东进军，占领了恩泽里港和拉什特，并逼近加兹温城，不久在那里与第一路军会合。第三路苏军1000人在沙赫港登陆，攻占戈尔甘和呼罗珊省北部，随后推进至铁路枢纽塞姆南和沙赫鲁德。为了恐吓伊朗军队和平民，令其放弃抵抗，苏军飞机在入侵当天轰炸了大不里士、拉什特、加兹温和雷扎耶，次日轰炸了德黑兰郊区。两天的空袭一共炸死83名伊朗平民和12名军人。

面对苏联的突然进攻，毫无准备的伊朗军队大部分在军营里被缴了械。校级以上的军官和情报官员被内务人民委员部的军官甄别出来，一些人被带到巴库审问，此后下落不明。一些伊朗军人趁夜色掩护逃出军营，跑到附近民居中躲藏。一些对德黑兰统治不满的地方部落则趁机揭竿而起，在苏联卵翼下控制了北方山区。

在北方战线没有发生海上战斗，不过苏军在沙赫港登陆时，里海区舰队的舰艇之间曾发生误击。

在卡仑河口附近的沙普赫尔港（纵贯伊朗铁路的起点），一支搭载登陆部队的英澳联合舰队在8月25日凌晨4时08分悄悄驶入港口。这支小舰队包括“亚拉”号炮舰（HMAS Yarra）、“法茅斯”号护卫舰（HMS Falmouth）、“卡宁布拉”号辅助巡洋舰（HMAS Kanimbla）、1艘炮艇、2艘武装游艇和2艘武装的内河客船。见港内敌舰毫无防备，舰队指挥官哈林顿准将下令突然开火。“亚拉”号一炮击中伊朗海军最大的军舰——“虎”号（Babr）炮舰，将其重创。“亚拉”号随后进入卡仑河航道，用舰上的3磅炮和机枪扫射其余的伊朗炮艇，对方水兵纷纷跳河逃命。到凌晨5时30分，英澳舰队上搭载的印度陆军士兵全部登陆完毕，占领了港口。

在沙普赫尔港还停泊着5艘德国货船和3艘意大利货船，虽然这些船始终处于两艘伊朗军舰的监视之下，但是它们的存在始终使英国感到不安，担心其船员利用可乘之机在阿拉伯河中将船炸沉，以堵塞阿巴丹大型炼油厂船坞的独一入口。当盟国舰队开入沙普赫尔港时，两艘德国船的船员便开始炸船。其中一艘在爆炸前被登船的澳大利亚士兵控制住，另外一艘德国商船“霍亨菲尔”号（SS Hohenfel）的船员成功地引爆了船内的炸药，但是凿船的位置选择不当，因此未能阻塞河道。沙普赫尔港内其余的轴心国货船全都被俘。

在阿巴丹港，英国海军“肖汉”号炮舰（HMS Shoreham）击沉了“虎”号的姐妹舰“豹”号（Palang）炮舰，港内的其他伊朗军舰不是被击毁，就是被俘。“亚拉”号和“卡宁布拉”号随后前往霍尔木兹海峡口的阿巴斯港，在那里击毁并捕获了意大利商船“希尔达”号。

8月25日白天，英国皇家空军的一队“布仑海姆”轻型轰炸机奇袭了阿瓦士机场，停在那里的伊朗飞机还没来得及起飞就被炸毁在地面上。接着，8000多名英印士兵乘船沿卡仑河北上，在一天的激战之后占领了阿瓦士。另一路英军从伊拉克的哈纳根出发，在25日凌晨4时越过边界，在克尔曼沙赫附近遭到伊朗军队的坚决抵抗，4天后才占领克尔曼沙赫油田。伊朗南部的各个空军基地被英军一扫而光，空军官兵被遣散回家，伊朗空军的飞机则被英军士兵拆毁。在巨大的杜珊·塔佩空军基地，英军接收了那里的沙阿兹飞机组装厂，15架刚从美国运来的、崭新的寇蒂斯“霍克”战斗机（其中5架还没拆箱）被英国人没收，运到了印度。

在德黑兰，礼萨国王在8月25日凌晨从曼苏尔首相那里得知英苏军队入侵的消息，他迅即向苏联大使和英国公使表示准备答应两国政府的要求。然而英苏使节的答复却是，两国的军队将继续向前挺进。

8月27日，曼苏尔首相被国王免职，新首相下令伊朗武装部队停止抵抗。8月30日，英苏大使要求伊朗军队全面停止抵抗，将除外交人员之外的全体德国侨民一律驱逐出境，伊朗为盟国取道其领土运输军火武器和战争物资提供方便。8月31日，英苏两国要求伊朗将德国侨民转交苏军和英军处置。9月9日，伊朗新首相取得议会的同意，答应了盟国的条件。然而第二天英国和苏联再度向伊朗发出最后通牒，要求伊朗在48小时内必须关闭德国、意大利、罗马尼亚和匈牙利使馆，交出德国侨民，否则盟军将全面占领伊朗。

1941年9月16日，英苏军队压向德黑兰，伊朗国民议会被迫宣布礼萨汗国王逊位。次日，英国和苏联军队开入德黑兰，伊朗全国的抵抗行动都停止了。伊朗境内的德国人全部被捕，其中一半人被苏联挑去，流放到西伯利亚；另外一半人则被英国人流放到澳大利亚。1941年9月17日，21岁的王储穆罕默德·礼萨·巴列维在议会大厦宣誓成为国王。

礼萨汗国王退位后，动身离开德黑兰，先经伊斯法罕到阿巴斯港，在那里登上了一只英国船。在上船前，礼萨命人挖了一块波斯泥土，装进一个小包，然后塞进自己的口袋里。这只船本来准备去南美洲，开到孟买后又决定改去英属毛里求斯岛。因患晚期动脉硬化，礼萨汗决定去南非检查，最后于1944年因心脏病发作在约翰内斯堡去世，终年65岁。

1942年1月29日，伊朗与英国和苏联签署了三国同盟条约。在这个条约里，英苏两国明确表示，他们的军队驻扎伊朗“决不意味着军事占领”，同时保证尊重伊朗的主权、独立和领土完整，并保证在对德战争结束6个月之内完全撤出伊朗。此外，伊朗应把全境的一切公路、铁路、江河、机场、港口、输油管、电话、电报和无线电设施全部移交给盟军管理。盟国保证伊朗在将来不被英国和苏联瓜分。

在英占区，英国人一方面肃清这里的德国特务和亲德酋长，一方面支持各部落的分裂活动，以对抗德黑兰的中央政府。在苏占区，苏联人赶走了北方各省的伊朗总督，用自己的亲信取而代之，将这些地方完全置于自己的军事、政治和经济控制之下，致使苏占区几乎成为“国中之国”。苏联人同时支持由伊朗共产党发展而来的“伊朗人民党”在北部地区发展势力、扩大地盘，为战后夺权创造条件。

盟国占领给伊朗带来了极其糟糕的后果。盟国自己有上万辆的军用卡车，美国参战后又运来了大量崭新的火车头和车皮，但是伊朗为数不多的4000辆卡车和铁路货车仍被盟国无偿征用。伊朗北部生产的小麦、稻米和棉花也被苏联人大肆征收，运回国内。为了给驻军发饷，盟国强迫伊朗国家银行增发7亿里亚尔的纸币，致使伊朗货币在一夜之间贬值了20%。在盟军命令下，大米、砂糖、茶叶、棉毛织品和其他生活必需品实行定量配给，英国和苏联将配给票证发给各部落酋长，这些票证在伊朗的黑市上为其牟取了大量的现金，为其今后发动武装叛乱提供了资金。

1941年冬天，伊朗北部的苏联占领军包括第402步兵师，第1山地骑兵师，第23骑兵师和两个摩托化独立团。在伊朗南部和伊拉克的英印部队则被编为第10军团，并划归中东司令部指挥。次年春季，由于轴心国入侵埃及，第10军团的一些战斗部队被派到地中海东岸地区。同年夏天，纳粹部队更深地侵入了苏联南部，从高加索威胁着伊朗和伊拉克。这种严峻的形势使英国在1942年8月决定增强第10军团，把它从一个专门从事防御和运输工作的部队改组为战斗部队，即“波斯-伊拉克部队”。它有自己的总司令，直属陆军部指挥。A.T.威尔逊爵士被任命为该军司令。

到1942年底，“波斯-伊拉克部队”组成了两个军团，即第3和第21印度军团，共有两个英国师和1个英国装甲旅，3个印度师和1个印度装甲旅，以及两个波兰师。假如高加索方向的德国威胁成为现实的话，盟国还准备动员伊朗的9个师，以及数量不多的伊拉克部队。不过，斯大林格勒保卫战的成功永久解除了德国人对伊朗的威胁，“波斯-伊拉克部队”中的作战部队被不断抽调到北非，这支部队再次成为一支在伊朗境内维持交通和治安的后备部队，而且其任务被美国军队接管了很大一部分。美国工兵部队还改善了伊朗的铁路和公路网，从而把更多的、成百万吨的军需品、交通工具和医疗物资送到苏联。

盟国的占领，给伊朗也带来了一些物质上的好处，尤其在美国参战以后，伊朗不止一次根据租借法案得到药物、金属产品、轮胎、化学制品和农具的援助。英国在结盟的第一年给伊朗运去了7万吨小麦，此后来自美国的粮食和武器援助大量涌入伊朗，价值达4500万美元。美国派来了3万名非战斗人员协助伊朗扩建波斯湾和霍尔木兹海峡的港口，修复现有的公路，修建新的公路和机场，并改造纵贯伊朗铁路。1942年5月，美国还向伊朗派出了财政专家使团，协助伊朗实现海关和工业监管，建立现代的会计和审计制度，并平复物价。美国派出军事顾问协助伊朗重建军队，同时还派出以施瓦茨科普夫上校为首的宪兵代表团，协助伊朗重建宪兵部队。

1943年12月1日美、英、苏三国发表的德黑兰宣言肯定了伊朗“在反对共同敌人的战争中所作的贡献”，美、英、苏三国保证增加对伊朗的经济援助，在战争结束后保证维护伊朗的独立、主权和领土完整。在对德战争结束后，美国和英国也分别履行了这一诺言，分别在1945年6月10日和9月25日开始从伊朗撤军。不过，苏联在阿塞拜疆人和库尔德人聚居的地区扶植了两个傀儡政党——“阿塞拜疆民主党”和“库尔德斯坦民主党”，这两个党在1945年12月先后宣布成立“人民共和国”，脱离伊朗中央政府。

1945年11月24日，美国政府要求苏联从伊朗撤军，停止干涉伊朗内政。而苏联表示阿塞拜疆的叛乱“是伊朗统治阶级的压迫所致，与苏联毫无关系”。美国遂立即停止从伊朗撤军，并增派3000名士兵前往阿米尔阿巴德，英国也派出三支部队进驻伊朗中南部的石油产区。

1946年1月25日，伊朗驻英国大使在伦敦的第一届联合国大会上正式对苏联提出控告，指责苏联红军扶植分裂势力、阻止伊朗平叛的行为违反联合国宪章，要求联合国进行调解。

为了不给苏联留下拒绝撤兵的借口，英国和美国在二战结束半年后，即1946年3月2日之前，都全部撤出了伊朗。苏联红军在3月3日下午也撤出大不里士。然而这支军队并没撤回苏联境内，而是兵分三路，分别开往德黑兰以及土耳其、伊拉克边境。伊朗北部其他地方的苏军则仍然留在原地。后来几周里，几百辆苏联坦克在步兵的密切配合下开进伊朗，与此同时，一个师的苏军沿着土耳其的欧洲边界集结，苏联政府还频繁地进行政治活动，恫吓土耳其割让阿尔达汉和卡尔斯地区（沙俄侵占的土耳其领土，1920年代由列宁归还给土耳其，以示友好）。在这种情况下，美国总统杜鲁门在3月21日向斯大林发出威胁性的口信，要求他履行诺言，把自己的3万军队全部从伊朗撤走，否则美国“面对强大的国家或国家集团的侵略或渐进侵略时，美国将一如既往地做出反应。”在美国的压力下，斯大林在3月25日被迫做出撤军的决定，宣布苏军在五到六周的时间里全部撤出伊朗。实际上，苏军在九周之后的5月25日才全部撤出伊朗。

受到沦陷的影响，伊朗的“准”国歌《啊，伊朗》（波斯语： Ey Irån‎）在1944年词写成，作者Gol-e-Golab受到爱国主义激发。

歌词作者曾说：“1944年的时候，伊朗街上侵略者的脚步足以惊醒每一个爱国者，我受这种情绪影响撰写此歌歌词。Khaleghi教授也为此歌谱曲。尽管受到种种的政治阻力，这首歌还是深入伊朗人内心与灵魂中去。”。

《啊，伊朗》著名又受人爱戴，甚至常被当作伊朗的现国歌或者是前国歌，尽管这首歌只在很短一段时间内拥有实际上的国歌地位。 不过，由于这首歌超然于伊斯兰主义者与巴列维国王支持者的派系争执之上，许多伊朗人仍将此歌当作是真正的伊朗国歌。