В ночь на 19 января железногвардейцы подняли вооруженный мятеж. За первые три дня мятежа были зверски убиты многие десятки жителей Бухареста, разграблено имущество более чем на сто миллионов лей. Антонеску выжидал до 22 января, не предпринимая активных ответных действий. Только когда волна путча стала распространяться по стране, он, получив поддержку Гитлера, отдал армии приказ приступить к подавлению легионерского мятежа. Уже сутки спустя «Железная гвардия» была вынуждена прекратить сопротивление. Многие легионеры, в том числе и их «капитан», были схвачены, но Антонеску не решился расправиться с ними. Симу он отправил в Германию, где тот и оставался до последних дней войны. «Железная гвардия» перестала существовать как организованная сила. Антонеску сформировал правительство, состоявшее исключительно из его сторонников. Из 12 министерских постов 9 заняли генералы. В остальном положение страны практически не изменилось.
4 декабря 1940 года состоялось подписание румынско-германского соглашения о претворении в жизнь 10-летнего плана «экономического сотрудничества», предусмотренного договором от 25 марта 1939 года. Это соглашение ставило Румынию в положение аграрно-сырьевого придатка гитлеровской Германии. Немецкий капитал занял в экономике страны доминирующее положение. Собственность румынской национальной буржуазии напрямую захватывалась гитлеровцами. Под немецкий контроль официально перешли два из четырех крупнейших банков страны. Приглашенные Антонеску немецкие дивизии практически оккупировали Румынию. Ближайшим результатом ввода германской армии в Румынию стало резкое ухудшение финансово-экономического положения страны.
22 июня 1941 года вслед за гитлеровской Германией правительство Антонеску ввергло Румынию в войну против СССР. После первого удачного наступления гитлеровцы оставили обещанную Румынии территорию от Южного Буга до Днепра под своим управлением. Антонеску пришлось довольствоваться днестровско-бугским междуречьем. Этот обширный район был переименован в «Транснистрию» с центром в Одессе и объявлен принадлежащим Румынии.
Но Одессу еще надо было захватить. Неся огромные потери, румынские войска взяли город только 16 октября 1941 года. После захвата Одессы Антонеску объявил, что «фактически война победоносно завершена» и приступил к частичной демобилизации.
Но в январе 1942 года обстановка на фронте резко изменилась, и Гитлер потребовал от Румынии новые дивизии.
Антонеску предоставил к весне 1942 года в распоряжение германского командования 26 дивизий, что удивило даже гитлеровскую верхушку Это было почти вдвое больше того, на что рассчитывало германское командование. Антонеску, являясь главнокомандующим румынскими вооруженными силами, еще 21 августа 1941 года произвел себя в маршалы. По указке немцев он бросил свои войска в 1942 году под Керчь, Севастополь, Харьков, Донецк и Оскол.
Румынская армия несла огромные потери. К тому же ее разъедало дезертирство, принявшее уже к 1941 году массовый характер. В целях укрепления морального духа румынской армии гитлеровское командование в июне 1942 года решило, что после завершения операции за Доном немецкие и румынские войска, расположенные в районе Сталинграда и на Среднем Дону, будут объединены в группу армий под командованием Антонеску. Румынский маршал согласился занять предложенный пост, но в результате контрнаступления советских войск под Сталинградом две немецкие, одна итальянская и две румынские армии были полностью разгромлены.
Разгром немецко-фашистских войск под Сталинградом имел серьезнейшие последствия для Румынии, потерявшей на Восточном фронте всю свою армию. В стране усилились антивоенные и антифашистские выступления. В довершение всех бед фюрер фактически отстранил румынскую администрацию от хозяйничанья в Транснистрии. Все протесты Антонеску при этом не принимались во внимание.
К концу 1943 года окончательно рухнули надежды румынских руководителей как на возвращение Северной Трансильвании (на нее положила глаз Германия), так и на территориальные захваты на Востоке.
Участие в войне привело правительство Антонеску к банкротству не только в военно-политической, но и в экономической сфере. Хозяйственное положение Румынии катастрофически ухудшилось. Какое-то время положение спасали богатства, награбленные в Советском Союзе. Проводились дешевые распродажи и бесплатное распределение вывезенного из оккупированных территорий имущества. Бедствующему населению выдавались бесплатные или дешевые обеды, часть награбленных средств пошла на постройку жилых домов для рабочих, бесплатную медицинскую помощь для государственных служащих, увеличение государственных пособий на детей и др.
Свертывание ряда отраслей румынской промышленности привело к росту безработицы.
На действующих предприятиях, большинство которых было военизировано, рабочий день длился 10–18 часов. Во главе их стояли военные коменданты, получившие право наказывать рабочих за малейшую провинность.