就在入侵希腊的同一天，德军进攻南斯拉夫。这个国家原本可以兵不血刃地拿下，因为它已经签署了和约。可又突然发生政变，这是怎么回事呢？
作为巴尔干地区最后的一个中立国，南斯拉夫受到了德国空前的压力。一直以来南斯拉夫的摄政王保罗王子都不希望跟德国走得太近。但和保加利亚一样，由于德军强大的军事实力已经压了过来，不得已才慢慢屈服。虽然他想尽一切办法，让南斯拉夫避免受到德国人的干扰，但潮水般的德军已涌入匈牙利和保加利亚，南斯拉夫变得四面楚歌。
这个时候，保罗王子不得已于1941年3月10日前往柏林会见希特勒。在见面会上，希特勒告诉这个南斯拉夫的实际统治者，他并不要求南斯拉夫派出部队或给予军事援助，也不会要求南斯拉夫的领土和主权，德军更不会通过南斯拉夫进入希腊。他只希望南斯拉夫在三国同盟条约上签字。相反，只要签了字，南斯拉夫就可以得到梦寐以求的萨洛尼卡港，并巩固其未来在欧洲新秩序中的地位。这明显就是“胡萝卜加大棒”式政策。面对如此“好事”，保罗王子动摇了，有心签下和约，这样南斯拉夫就有可能加入法西斯轴心国。
但是，这个消息在南斯拉夫内部引起轩然大波。当保罗王子和他的部长们将要屈服于德国人的压力时，满含愤怒的人们包围了南斯拉夫皇宫，无数信件如同雪片一样，飞进了南斯拉夫内阁成员及其军事领导人的办公室，有人甚至威胁说，如果保罗王子敢在条约上签字，就要他的命。南斯拉夫政府内部也有人反对，很多官员说，只要南斯拉夫屈服于德国，他们就集体辞职。
此外，美国和英国也对南斯拉夫的这个举动感到震惊。罗斯福认为南斯拉夫此举并不十分明智，这会破坏巴尔干地区的平衡。英国外相艾德礼更是在电报中破口大骂，他认为南斯拉夫如果这么做，这个国家将会跌入万劫不复的深渊，保罗王子也会下地狱！
可是，当3月26日德军进入保加利亚边境时，保罗王子扛不住了，他宣布南斯拉夫加入法西斯轴心，并将派人前往维也纳签署条约。宣布这事之前，他的顾问仍然希望能够规劝这位摄政王放弃这个想法，并且警告他说，如果政府签订和约，势必会引发起义。对此，保罗王子悲痛地说：“我没有办法，我是被逼无奈的，我只有屈服。”
当首相和外交部长前往维也纳签订条约时，南斯拉夫表面上看十分宁静。不过，当天晚间，南斯拉夫的陆军和空军军官们就发动了一场闪电般的军事政变。他们在天亮之前就推翻了政府，军队从贝尔格莱德的主要空军和陆军基地出发，分头占领了国防部、警察总部、安全总部，主要的邮电局、电话局和国家电台。南斯拉夫占多数的塞尔维亚人对英国人普遍有好感，当两支起义队伍出现在皇宫的时候，皇宫守卫并没有开枪，反而打开大门加入了起义者的队伍。起义军逮捕了很多倾向于德国的将领和官员，并将其关押。但他们没有找到保罗王子。这位摄政王在起义军到达之前，就神秘地从皇宫里失踪了。保罗王子的侄子彼得接过其叔叔的王冠，成为了南斯拉夫的国王。
贝尔格莱德市民热烈庆祝这场政变，人们欢呼雀跃，高唱国歌，在街灯上挂起英国国旗，还有人高举着英王乔治五世的画像穿街过市。艾德礼得到这个消息之后，兴奋地对众议院的议员们说：“南斯拉夫重新找到了它的灵魂。”英国媒体也认为这是英国在外交上的一次重大胜利。
这其中最愤怒的人是希特勒，他眼见煮熟的鸭子飞到了别人桌上，到手的胜利在最后一分钟被人抢了去，这令他无法忍受，他觉得这是对他的人身污辱。他高声喊叫，令三军首脑立刻到元首府报到。这就是前面提到的修改只针对希腊的作战计划，希特勒当场宣布：“现在要消灭这个国家！”
墨索里尼对希特勒的决定表示坚决支持。他断言，南斯拉夫近来的事态是1914年“萨拉热窝事件”的再现，是由同一类不可救药的货色挑起来的。于是，南斯拉夫成为德国在欧洲的第九个牺牲品。
4月5日凌晨时分，涂有法西斯标志的德国轰炸机群一浪接一浪地涌至完全未设防的贝尔格莱德上空。许多人还没从政变的欢乐中醒悟过来，以为这是本国的军用飞机。然而，致命的炸弹扔了下来，斯图卡式轰炸机毫无顾忌，随心所欲地俯冲投弹，供水系统、人群、民房、医院、教堂、学校全都是目标。贝尔格莱德的废墟下留有1万多人的尸骨，同时德、意航空兵对南斯拉夫的交通枢纽和其他重要城市，也实施了猛烈轰炸。
南斯拉夫政府和最高统帅部陷于瘫痪，德国第1装甲集群和第2集团军一部越过保加利亚南部、罗马尼亚南部和匈牙利南部边界，对贝尔格莱德实施向心突击；德第2集团军主力从奥地利和匈牙利向南斯拉夫克罗地亚首府萨格勒布实施钳形突击。11日，意军分别由伊斯特拉半岛和阿尔巴尼亚的斯库台出发，对杜布罗夫尼克实施向心突击；匈牙利第3集团军10个旅从塞格德地域攻入南斯拉夫。13日，德第1装甲集群和第2集团军在贝尔格莱德地区会师并占领该市。次日，南军最高统帅部命令部队停止抵抗，17日投降。德军伤亡500余人，南斯拉夫军被俘约34.5万人。
4月15日，南斯拉夫政府与国王逃往希腊。4月17日，南斯拉夫王国政府代表在投降书上签字。短短10天，南斯拉夫作为统一的主权国家，已不复存在。
在这之后，南斯拉夫大部分地区被划归邻国，其余地区则处于军事占领之下。戈雷尼斯和什塔那尔被德国吞并，剩余的斯洛文尼亚地区划归了意大利。匈牙利得到了普列科穆尔耶、梅久穆尔那、巴奇卡和巴拉尼亚。保加利亚则得到了它早就垂涎三尺的马其顿奥赫里德以北地段以及科索沃的一部分和塞尔维亚的东部地区。黑山被意大利接管；塞尔维亚剩余地区受德国军事长官直接管辖；克罗地亚被宣布成为独立国，边界亦有更改。德军进入克罗地亚，在那里，他们被当地民众当成解放者而受到欢迎。
保罗王子有心签约之事，在南斯拉夫国内引起了轩然大波。