Фельдмаршал Уэйвелл решил, что, поскольку итальянцы не проявляют активности, нужно нанести им неожиданный удар. Получив пополнение в две дивизии (в том числе 1 танковая) английская армия «Нил» перешла 9 декабря 1940 года в наступление. За время своего стояния итальянцы не оборудовали ни одной сильной оборонительной позиции или хотя бы цепи опорных пунктов. Они располагались в нескольких больших лагерях, очень удаленных друг от друга и потому не имевших между собой никакой тактической связи.
Противники находились за сотню верст друг от друга, что отчасти объясняет столь неосторожное поведение итальянских войск.
Чтобы не быть обнаруженными, англичане выводили свои силы на исходные позиции в течение двух ночных переходов. Днем эти войска отдыхали в пустыне, лишенной всяких укрытий. Но беспечность итальянцев проявилась и в отсутствии воздушной разведки, поэтому армия «Нил» добилась внезапности нападения.
Англичане располагали для наступления следующими силами: 7-й танковой и 4-й индийской пехотной дивизией, одним усиленным полком, одним полком пехотных танков. Главная заслуга в успехе операции принадлежала командиру отряда «Западная Пустыня» генералу ОКоннору. В его распоряжении было 30 тыс. человек, а у противника 80 тыс. Но зато англичане имели 275 танков против 120. Особенно грозную силу представляли 50 новых танков «Матильда». Они были неуязвимыми для противотанковых орудий противника, сыграли решающую роль в этом и последующих боях.
Утром 9 декабря пехотные части индийской 4-й дивизии атаковали с тыла лагерь «Нибейва». Впереди атакующих подразделений шел 7-й танковый полк. Итальянцы были застигнуты врасплох и потеряли 4 тыс. человек. Затем танки «Матильда» двинулись на север и во второй половине дня штурмом овладели лагерем «Туммар Вест», а к ночи захватили лагерь «Туммар Ист». На следующий день индийская 4-я дивизия двинулась на север, к группе итальянских укрепленных лагерей вокруг Сиди-Баррани и к вечеру овладела большей их частью.
На третий день одна из бригад 7-й бронетанковой дивизии, выполнявшая задачу охвата позиций противника с запада, вышла к побережью в районе Бук-Бук и разгромила колонну отступавших итальянских войск. Было захвачено 14 тыс. пленных и 88 орудий. Таким образом, общее число пленных достигло 40 тыс. человек, а захваченных орудий 400.
Разгромленные итальянские войска в панике отступали на запад. 5 января 1941 года англичане взяли штурмом Бардию. Во взятии этой крепости отличились 22 танка «Матильда». Гарнизон, насчитывавший около 45 тыс. человек, 462 орудия и 129 танков, сдался. 21 января англичане атаковали Тобрук и на следующий день овладели городом, захватив 30 тыс. пленных, 236 орудий и 7 танков. Во взятии города решающая роль вновь принадлежала танкам «Матильда».
Спустя несколько дней английские танки вступили в Киренаику. Передовые танковые соединения быстро пересекли пустыню. 6 февраля они взяли Бенгази, отрезав пути отхода остальным итальянским войскам в восточной Ливии. За два месяца наступления английские войска продвинулись вперед более чем на 800 км. Они захватили восточную часть Ливии, разгромив здесь превосходящие силы итальянской армии. Она потеряла 130 тыс. человек пленными, около 400 танков и 1290 орудий. Англичане при этом понесли минимальные потери: 475 человек убитыми, 1225 ранеными и 43 пропавшими без вести.
Основная причина катастрофы итальянских войск, не выдержавших военных испытаний, коренилась в их недостаточной технической оснащенности и слабой боевой выучке по сравнению с англичанами. Главную роль в успехе армии «Нил» сыграли танковые войска, перед которыми итальянская армия оказалась беспомощной. О слабости военной промышленности Италии свидетельствовал, например, тот факт, что она могла вооружить только половину подлежащих призыву людских ресурсов страны.
В январе 1941 года английские колониальные войска численностью до 150 тыс. человек начали наступление в Восточной Африке против находившейся там 110-тысячной итальянской группировки. Значительную помощь англичанам оказали эфиопские повстанцы, общая численность которых колебалась от 100 до 500 тыс. человек.
4 апреля 1941 года английские войска, преодолев за время своего наступления в общей сложности 1600 км в трудных условиях горной местности, взяли столицу Эфиопии Аддис-Абебу. Итальянская группировка, измотанная налетами партизан, не смогла оказать англичанам сильного сопротивления. 18 мая 1941 года остатки итальянских войск в Восточной Африке, отступивших на север Эфиопии к Амба-Алаге, капитулировали. Отныне угроза с юга Суэцкому каналу и Красному морю была окончательно ликвидирована. В результате Британская империя высвободила значительные силы для борьбы в Северной Африке.
Это были первые крупные победы англичан во Второй мировой войне. После поражения в Греции, Северной и Восточной Африке итальянские вооруженные силы уже не смогли оправиться. Если они после этого и вели боевые действия, то только при поддержке немецких соединений, которые играли первостепенную роль. Сокрушительный разгром Грациани имел и важные международные последствия для Великобритании. После столь явной демонстрации английской силы испанский диктатор Франко занял выжидательную позицию и ответил отказом