二战初期各国军队的兵种构成呈现出鲜明的时代特征，机械化与步兵协同成为主流趋势。德国陆军以装甲师为核心，配备摩托化步兵、炮兵和工兵，形成闪电战的基础力量，其装甲掷弹兵作为新型合成兵种，兼具机动性与反装甲能力。苏联则保留大量骑兵部队作为快速机动兵力，同时组建机械化军和空降部队，但战争初期因装备短缺常以轻步兵为主力。日本陆军师团采用四等分级制，甲级师团配备坦克联队和炮兵大队，但坦克多以轻型为主，战术更侧重步兵突击与白刃战。
英国军队在传统步兵师基础上发展出空降师和装甲师，空降部队依赖滑翔机与伞降实现战略投送，但装备以轻武器为主。美军步兵师采用三角编制，每个师下辖三个步兵团和炮兵团，后期逐步增加坦克营和防空营配属，装甲师则通过减少坦克数量提升步兵比例来优化合成作战能力。意大利和法国军队虽保留骑兵编制，但主要依赖摩托化步兵与固定防御工事，缺乏有效的装甲突击力量。
海军兵种方面，战列舰仍是舰队主力，但航空母舰与潜艇的地位显著提升。重型航母搭载80余架舰载机，配合巡洋舰和驱逐舰形成特混舰队，而护航航母则由商船改装，专司反潜与登陆支援。潜艇部队凭借鱼雷攻击与远航能力，成为破交作战的关键力量。日本海军联合舰队特别重视战列舰与航母协同，但后期因资源限制转向特攻战术。
空军兵种分化明显，德国空军组建独立的伞兵师和运输机联队，克里特岛战役后大规模空降行动减少，转为战术支援。苏联将大量海军水兵改编为陆战部队，其海军步兵旅以顽强作战著称。各国防空部队普遍装备高射炮与火箭筒，但编制上多附属陆军而非独立成军。特种部队如德国勃兰登堡分队开始出现，但尚未形成系统化作战体系。
兵种协同方面，德军首创的装甲掷弹兵师将半履带车、突击炮与反坦克火箭筒结合，形成模块化战斗群。苏军后期采用坦克集团军编制，每个集团军配属2-3个坦克军和1个机械化军，实现纵深突破。日军因资源限制未能有效发展装甲兵种，导致太平洋战场后期陷入被动。二战初期的兵种演变既延续一战经验，又为现代合成化军队奠定了基础。
