1937年11月6日，意大利、德国和日本签署《关于意大利加入德日反共产国际协定的议定书》。这一协定书的签署，代表德意日轴心国的形成。《反共产国际协定》未规定三国之间承担的军事义务。
随着德国、日本和意大利在经济、军事和版图上的扩大，他们对外侵略扩张的野心也越来越大。但三国中没有一个国家能单独称霸世界。出于对抗英法美的需要，德意日三国都认为应该把《反共产国际协定》这一政治同盟变为军事同盟。
1938年1月2日，德国外长里宾特洛甫向希特勒提议，建议德国与日意结成军事同盟，以牵制英国。不久，里宾特洛甫找到日本驻德陆军武官大岛浩少将，向日本建议缔结针对苏联、英国和法国的军事同盟条约。为了争取日本的支持，德国于2月停止向中国出售武器，并承认伪满洲国。7月，德国召回在华军事顾问。
日本外务省和海军主张同盟条约只针对苏联，而不针对英法。外务省和海军认为，日本实力太弱，不应该与英法为敌。
日本陆军和外务省革新派认为，与德意缔结军事同盟有利于阻止苏联干预日中战争，并使英国放弃援华政策，使美国保持中立。
1938年7月初，大岛浩少将答复里宾特洛甫，日本只同意缔结针对苏联的协定。但德国希望针对的目标不仅限于苏联，还包括英法，而且要明确相互之间的义务。
8月26日，日本五相会议通过外务省修改的方案：“加强防御共产主义在各地的破坏……防卫对象只针对苏联，并将自动参战义务改为协商决定。”
但日本陆军认为，修正案把对象仅限于苏联破坏了军事同盟的性质，因此，陆军拒绝参加审议。
1938年9月29日晨，希特勒亲自赶到德奥边境的库夫施泰因迎接墨索里尼。在开往慕尼黑的火车上，希特勒对墨索里尼说：“早晚有一天德意要并肩向英国和法国开战。”墨索里尼表示同意。希特勒还把德日意军事同盟条约草案交给墨索里尼。
10月15日，反对德日结盟的日驻德大使东乡茂德调任驻莫斯科大使，武官大岛浩少将接任日本驻德大使。
10月27日，里宾特洛甫向大岛浩表示，德国可以在军事援助等问题上作出让步，但军事结盟条约的针对目标必须包括英法。
10月28日，里宾特洛甫访问罗马，目的是劝墨索里尼同意三国军事同盟条约。墨索里尼表示，不能缔结防御同盟，要缔结足以瓜分世界的同盟。里宾特洛甫表示同意，说德国将使地中海变成“意大利海”。
11月1日，德国正式向意大利和日本提出条约草案。11月11日，日本五相召开会议讨论与德国和意大利结成军事同盟。由于陆相反对外相及海军的意见，日本政府拿不定主意，无法回复驻德大使大岛浩。
意大利首都罗马
罗马是意大利政治、经济、文化和交通中心，地处台伯河下游平原，距离第勒尼安海只有25公里。台伯河将罗马一分为二，城内有24座桥梁。罗马气候温暖，四季鲜明。
公元前二千年，罗马人移居此处。公元前8至前4世纪，逐渐形成罗马城。公元756—1870年成为教皇国首都。1870年，罗马成为意大利王国的首都，奇维塔韦基亚是罗马的主要港口。
古罗马城规模宏大，是巨型的历史博物馆，矗立着帝国元老院、凯旋门、纪功柱、万神殿、弗拉维安半圆形剧场、科洛西姆大斗兽场、大杂技场、潘提翁神庙、戴克里先公共浴场等世界闻名的古迹，古城占罗马城区面积的40％。古罗马城有文艺复兴时期的大量精美建筑和艺术珍品。城西北的梵蒂冈是教皇国所在地。
罗马拥有2500多年历史，是一座艺术宝库。罗马是意大利最大、人口最多的城市，是世界文化的发祥地之一。
20世纪20—50年代，意大利人在古罗马城南建成现代化的新城。
1939年1月1日，墨索里尼对齐亚诺说，他决定接受德国关于把三国《反共产国际协定》变成军事同盟条约，并希望在1月份签署条约。希特勒对墨索里尼的态度表示欢迎。
1月6日，德国向意大利和日本再次提出三国同盟方案。这时，日军占领武汉和广州。1月14日，英法两国声明将捍卫两国的在华利益。
日本和英法矛盾加剧，使日本外相和海军对三国军事同盟的态度发生改变。
里宾特洛甫、大岛浩和齐亚诺经过磋商，预定于1月28日签署条约。
1月19日，日本五相会议通过外相提出的以下方案：三国同盟针对苏联，但根据情况也针对“第三国”；军事援助及援助的程度将视情况而定，这只是反共产国际条约的延伸。
德国和意大利不同意日本政府的方案，谈判再度陷入僵局。
德国吞并捷克斯洛伐克后，欧洲局势紧张起来。1939年4月，英法苏三国频频谈判。日本政府担心，一旦英法苏结盟成功，而日本的处境将会更加不利。同时，德国也可能与苏联结盟向日本施压。
5月14日，日本首相平沼致函希特勒和墨索里尼，表示即使德国遭到苏联以外的国家攻击。日本也给予政治、经济和军事援助。但他以日本战争准备不足，拒绝一旦德国与西方国家交战就立即给予支援。
德日双方的合作关系发展很慢，主要是两国在地理上的距离太远，两国的接触较少，两国各自忙于侵略战争。但在里宾特洛甫的努力下，三国于1940年9月签署《三国公约》（《三国轴心协定》），又称《柏林公约》，有效期10年。到第二年6月，匈牙利、罗马尼亚、斯洛伐克、保加利亚和克罗地亚等也先后加入。
《三国公约》中的第三条规定“签约国中任何一方若受未参加欧战及中日冲突的任何他国攻击时，三国应用一切手段互相支援。”所谓“任何他国”，即苏联或美国。
日本之所以愿意签署《三国公约》，是因为1940年9月德国在欧洲大陆取得了一系列的胜利。日本希望缓和日苏冲突，以尽快征服中国；解决美日石油危机，日本对德国的期望很高，希望通过德国威慑美英，使美英解除了对日本的封锁。
在谈判时，德日意三国达成协议：三国都不希望美国干预战争；不要求日本向英国宣战；设法使苏联参加三国公约，并由德国促进日苏合作。
希特勒正在做瓜分大英帝国、重划世界地图的美梦，利用日本做榜样以引诱苏联入伙。在《三国公约》签署后，里宾特洛甫立即访问苏联。
里宾特洛甫劝斯大林与德意日结盟，并对德意日俄四国的势力范围作出划分：欧洲和中非洲归德国；北非和东北非归意大利；东亚归日本；波斯湾和印度洋方向的地区归苏联。
如果苏联接受德国的划分计划，则使苏联放弃欧洲、巴尔干、地中海，而改向波斯湾和印度洋，避免与德意两国冲突。
为拉拢斯大林，里宾特洛甫表示德国将帮助促成日俄互不侵略条约，说服日本承认苏联在蒙古、中国新疆和库页岛的势力范围。但斯大林不放心德国，更不放心日本，拒绝合作。
1941年3月底，日本外相松冈访问柏林，与希特勒和里宾特洛甫会淡。希特勒希望日本尽快向英国宣战。希特勒对松冈说：“欧战结束了，英国迟早会投降。日本如果这时攻击新加坡，则可促使英国尽早投降，也对日本在东亚的利益有好处。”
希特勒害怕日本不能保密，因此不肯告诉日本德国准备侵苏。他深信德军能打败苏军，不需要日本的帮助，只想利用日本牵制英国和苏联。
1941年6月22日，德国向苏联开战，日本政府视为奇耻大辱。一向亲德的松冈外相被迫下台。因此，日本于1941年12月7日发动太平洋战争前也不肯告诉德国。
12月11日，德日意三国签署一项不单独媾和协定。
1942年1月18日，三国军方又签署一项军事协定，内容空泛。
德日之间同德意之间一样，虽有军事同盟，并无同盟战略。
从《反共协定》到《德意日三国同盟条约》再到《德意日联合作战协定》，三国勾结紧密，如果它们能有效地协调战略和行动，综合利用战争资源，三国对世界的危害将更大。事实上，由于三国自私和贪婪的阴暗心理，三国始终没有真正合作。
德国要建立欧洲新秩序，必然会先对付英法，再对付苏联，便可镇慑美国。德国一直劝日本进攻香港和新加坡，6月22日后又劝日本和中国国民党联手反苏。但日本却一直不听德国的，日本关东军在满洲只举行了一次演习，以震慑苏联，防止苏联干预中日战争。日本利用苏德全力相搏之机，加紧侵华战争。
日本一心要建立大东亚新秩序，把向南方海洋发展定为根本国策，根本不想瓜分苏联，因为苏联红军对他们来说过于强大。为了向南方海洋发展，日本提高海军军备以对抗美国海军，确保西太平洋的制海权。
斯大林得到日本放弃“北进侵苏”的密秘情报后，立即从远东地区调全国最精锐的西伯利亚军团到西部参战，在莫斯科保卫战中打败了德国。
另外，三国结盟尽管以条约为纽带，但其本身过程充满了矛盾。在《反共协定》签署以前，日本认为与德国签订的应是不担负过多义务的政治协定。
德国主张《反共协定》公开发表，日本担心此举影响日英关系，同时日苏渔业协定期满有待续订，日本担心公开发表《反共协定》会恶化日苏关系。
后来日本向德国作出让步，但要求在措辞上不刺激苏联。意大利要求加入《反共协定》时，日本并不积极，因为日本害怕卷入欧洲战争，怕影响日本与英法的关系。意大利加入《反共协定》时，并不清楚德日协定的秘密。而意大利担心大战期间，德国顶不住英法苏的压力，意大利自身实力有限，担心无法应付战争负担。
日本只想让德国在欧洲牵制苏联，而日本在中国东北对苏联进行军事震慑，以便集中兵力侵华。还可虚张声势震慑英法美，伺机南下侵略东南亚和太平洋地区。
可见，轴心国缺少重大战略协同，除了德国在欧洲战场驱使几个仆从国接受以德为主的战略外，轴心国打的是一场有联盟之名而无联盟战略的战争。