1939年9月1日第二次世界大战在欧洲爆发之后，陆军部由于被卷入冲突而迅速扩张。1941年初，希特勒控制了欧洲大陆的大部分地区，时任美国总统罗斯福宣布全国进入紧急状态。迅速壮大的美国陆军部急需一座新的指挥基地，于是五角大楼开始动工。
1943年1月正式竣工。五角大楼坐落在美国华盛顿附近波托马克河畔的阿灵顿镇，是美国国防部所在地。从空中俯瞰，这座建筑成正五边形，故名“五角大楼”。五角大楼占地面积235.9万平方米，相当于5座美国国会。同时容纳4万人办公，同时停放汽车1万辆。楼里除国防部机关外，还包括下属的参谋长联席会议和海、陆、空军三总部。在二战的后期发挥了重要的军事指挥功能。
五角大楼一层大厅内有银行、邮局、书店、诊疗所、电报局以及各种商店。有“国防部灵魂”之称的参谋长联席会议在二楼，这一层办公楼铺有金色地毯，人称“金厅” .国防部长办公室和陆军部在三楼。三楼走廊一角有一“ 英雄厅”，为纪念独立战争以来的“最高荣誉勋章”获得者而设。这里挂着3000多块铜牌，上面镌刻着他们的姓名、籍贯和简历。还有马歇尔、艾森豪威尔和麦克阿瑟三个元帅的“纪念走廊”，陈列着他们各时期的照片、军装、勋章、手枪，以及他们所签署的命令、文物等。三楼以上，为海军部和空军部。
随着美国国防工业沿着全球化道路继续前进，五角大楼正不得不面临一系列新的挑战和机遇。在购买最佳技术，或确保关键部件的供应方面，美国军方也面临着立法限制。例如，所谓的贝瑞修正案就阻止五角大楼购买食品、服装、织物和特殊金属。美国国会采取了某些灵活措施，将一些商品排除在贝瑞修正案之外，五角大楼颁布了一项例外措施，允许购买含有外国制造的特殊金属的扣件。
最近根据一份合同文件显示，美国五角大楼风险投资机构已经投入1500万美元用于开发计算机组件，以更有效地使用电源。美国DARPA向硅谷SRI国际公司投资630万美元，向纽约Reservoir实验室投资870万美元，以推动开发高效节能嵌入式系统电子部件。该项目创建的算法和硬件将解决阻碍军事和情报系统的有限计算问题，使战场部署设备传感器收集更多的信息。SRI国际公司参与研发了苹果iPhone手机的声控数字助理Siri，Reservoir实验室协助美国政府在开发编译器以支持新的计算机体系结构。
