Po zdobyciu Polski jesienią 1939 r. oraz Danii, Norwegii, Holandii, Belgii i Francji wiosną i latem 1940 r. Adolf Hitler postanowił zaatakować Związek Sowiecki, pomimo że państwo to było sojusznikiem Niemiec. Był to jednak sojusz taktyczny, gdyż interesy imperialistyczne Hitlera i Stalina były ostatecznie nie do pogodzenia. 18 grudnia 1940 r. Führer podpisał stosowną dyrektywę. Pierwotny termin ataku został wyznaczony na dzień 15 maja 1941 r., ale w wyniku probrytyjskiego zamachu stanu w Jugosławii, niemieckie siły zbrojne skierowano na Bałkany. Przy okazji Niemcy zdobyli także Grecję i rozbili tamtejsze oddziały brytyjskie.
Marsz na Moskwę
Atak na ZSRS był jedną z największych operacji wojskowych w historii świata. Wzięło w niej udział 3,7 miliona żołnierzy niemieckich, wspieranych przez Finów, Słowaków, Chorwatów, Rumunów, Węgrów i Włochów. Mieli oni 3,5 tysiąca czołgów i około 4 tysiące samolotów. Zaatakowali z lądu, powietrza i wody na całym odcinku frontu wschodniego – od granicy fińsko-sowieckiej na północy po wybrzeże Morza Czarnego na południu.
Przeciwko nim broniło się początkowo ponad 2,5 miliona żołnierzy sowieckich, ale Armia Czerwona została w krótkim czasie powiększona o 5 milionów nowych rekrutów. Dysponowała ona wprawdzie tysiącami czołgów i samolotów, kilkakrotnie przewyższającymi ilościowo sprzętu państw Osi, ale większość z nich była przestarzała i nie spełniała kryteriów ówczesnego pola walki.
Wojska sowieckie zostały całkowicie zaskoczone niemiecką agresją, zaś Stalin przeżył nawet kilkudniowe załamanie nerwowe. Przemówienie radiowe do narodu wygłosił w jego imieniu minister spraw zagranicznych ZSRS, Wiaczesław Mołotow. Według niektórych badaczy, jak Mark Sołonin czy Wiktor Suworow, autorów poczytnych książek o walkach niemiecko-sowieckich w latach 1941-1945, Stalin przygotowywał atak wyprzedzający na Niemcy na lato 1941 r. Dlatego sowieckie siły zbrojne zostały całkowicie zaskoczone na pozycjach wyjściowych. Rozkazy były sprzeczne, a możliwą agresję niemiecką określano w propagandzie mianem prowokacji.
W tej sytuacji w pierwszych tygodniach operacji „Barbarossa” Sowieci ponieśli ogromne straty. Duża część samolotów została zniszczona na lotniskach, ewentualnie w nielicznych walkach powietrznych, wojska pancerne zostały zdziesiątkowane w krwawych bitwach pod Białymstokiem i pod Lwowem, a setki tysięcy żołnierzy dostało do niewoli, część wręcz z własnej woli.
Postępy wojsk niemieckich i sojuszniczych były tak wielkie, że już na początku września 1941 r. dotarły one pod Leningrad, rozpoczynając 2,5-letnią blokadę tego strategicznego miasta i portu morskiego. Na południu prawie miesiąc później skapitulowały armie sowieckie w ogromnym kotle kijowskim, czego wynikiem było zdobycie Kijowa, następnie Odessy i wyjście na Krym, opanowany jesienią 1941 r. (bez Sewastopola, zdobytego dopiero latem 1942 r.). Z kolei na środkowym odcinku frontu wschodniego Niemcy na początku grudnia 1941 r. podeszli pod Moskwę. Zatrzymały ich jednak surowe warunki pogodowe („Generał Mróz”) i poważne trudności logistyczne. Sowieci w odpowiedzi przeprowadzili pierwszą w tej wojnie udaną kontrofensywę wojskową z udziałem wojsk ściągniętych z Syberii i Dalekiego Wschodu, odrzucając Niemców do początków stycznia 1942 r. o 100-250 kilometrów od stolicy ZSRS.