希特勒妄图消灭苏联的野心虽然由来已久，但是制定侵苏战争的计划还是在法国投降以后。1940年7月21日，他要求陆军总司令勃劳希奇为此进行准备。10天以后，希特勒在伯格霍夫举行的一次会议上公开表明了自己主要的战略目的。他说：“如果俄国被摧毁，英国的最后希望就被粉碎。那时，德国就将成为欧洲和巴尔干的主人。”他设想“最初将发动两个攻势：一个是在南方向基辅和第聂伯河进攻，第二个是在北方通过波罗的海国家，然后向莫斯科进攻。两支军队在莫斯科会师。在这以后，必要时将进行一次特殊作战，以获得巴库油田。”从这次会议后，拟订入侵计划的工作就逐步展开。
制订计划的工作由陆军总参谋部，最高统帅部的作战局以及经济和军备局负责。为此，对苏联的地形、兵力、物资储备、工业设施进行了详细的调查。计划制定后，德军统帅部于1940年11月28日至12月3日，在措森进行了一次大规模的战役演习，以检查作战计划的可靠性和现实性。这次演习后，德军高级领导人对胜利充满信心。与此同时，他们也还感到有许多困难，特别是空间和人力上的困难。苏联西部形若喇叭，突入越深，正面就越宽。除非在贝帕斯湖——明斯克——基辅一线以西将苏军主力歼灭，否则德军就没有足够的力量扼守深入腹地时不断拉长的战线。此外，后备兵力不足，车辆汽油只有三个月的储备。有些高级将领还担心，进攻苏联可能会重犯第一次世界大战中两线作战的错误，因而企图说服希特勒放弃这种冒险。但是希特勒一意孤行，决定暂时搁置进攻英国的“海狮计划”，集中力量先击败苏联，然后再解决英国的问题。
1940年12月18日，希特勒发布第二十一号训令，代号为“巴巴罗萨”计划。希特勒所以要用十二世纪神圣罗马帝国皇帝菲特烈·巴巴罗萨的名字来为其反苏战争计划命名，无非是想给这些战争涂上“圣战”的色彩。
希特勒发布的第二十一号绝密训令说：
“德国武装部队必须准备在对英国的战争结束以前，以一次快速的战役击溃苏联。为此目的，陆军必须动用一切可以调动的部队，但是有一个条件，就是必须保卫已被占领的领土以防突然袭击……
“准备工作……必须在1941年5月15日以前完成。必须非常谨慎，以防泄露进攻的意图。”
“巴巴罗萨”计划总的战略目的是：在对英国的战争结束以前，以一次快速的战役击溃苏联。该计划的制定者企图以大量坦克部队、摩托化部队及航空部队进行“闪电”式的突然袭击，分割围歼苏联西部红军主力，尔后向战略纵深发动进攻，攻占列宁格勒、莫斯科和顿巴斯，前出到阿尔汉格尔斯克、伏尔加河、阿斯特拉罕一线，并于1941年入冬前结束战争。为此，德军最高统帅部集中了181个师又20个旅，4300辆坦克，4．7万余门火炮和迫击炮，4980架飞机，193艘舰艇，总兵力为550万人，编成3个集团军群和3个独立行动的集团军，准备在3个战略方向上实施进攻。
北方集团军群，由莱布元帅指挥，辖第十六、第十八集团军和坦克第四集群，共29个师，在第一航空队1070架飞机支援下，自东普鲁士的哥尼斯堡（今加里宁格勒）以东向陶格夫匹尔斯、普斯科夫方向实施进攻，以便在有利条件下向列宁格勒推进。
中央集团军群，由博克元帅指挥，辖第四、第九集团和坦克第二和第三集群，共50个师又两个旅，在第二航空队1600架飞机支援下，自波兰华沙地区向布列斯特、明斯克方向突击，割裂苏军防御的战略正面，围歼白俄罗斯境内的苏军，尔后向斯摩棱斯克方向进攻，直指莫斯科。
南方集团军群，由龙德施泰特元帅指挥，辖第六、第十一，第十七集团军，罗马尼亚第三、第四集团军，坦克集群和匈牙利一个快速军，共57个师又13个旅，在第四航空队和罗马尼亚空军共1300架飞机的支援下，自波兰的赫尔姆，热舒夫向科罗斯坚、基辅方向进攻，夺占基辅及其以南地域内的第聂伯河渡口，然后沿第聂伯河右岸向东南发起进攻，以便协同自罗马尼亚境内进攻的军队，消灭右岸乌克兰的苏军，强渡第聂伯河，向顿巴斯发动进攻。
德军的“挪威”集团军和芬兰的东南集团军，卡累利阿集团军，共21个师又3个旅，在挪威和芬兰境内展开，由德军第五航空队和芬兰空军900余架飞机进行支援，夺取列宁格勒。
“巴巴罗萨”计划原规定，各项准备工作“必须在1941年5月15日以前完成”，后来，由于巴尔干战争不可能在5月中旬结束，希特勒决定将原定入侵的日期推迟到6月22日。
希特勒为了欺骗斯大林，为了隐蔽进攻苏联的战略意图。对各项战争准备工作，特别是对军队的集中和展开，采取一系列的政治欺骗和战略战役伪装措施。在外交上通过各种形式表示要与苏联“友好”，主动与苏联政府签订互不侵犯条约，并一再声称要恪守这一条约。1940年2月和1941年1月又与苏联签订贸易协定，并以此作为苏德两国“和平友好的范例”大肆进行宣传，但暗中却在加紧侵苏战争的准备。在“巴巴罗萨”计划签署后，希特勒一反常态，批准出售给苏联新式飞机和一些先进的技术兵器。因为他很清楚，进攻苏联已为期不远，对方的国防工业来不及利用他们的新技术，而做出这种姿态，倒可迷惑一下苏联。在军事上德军统帅部故意制造准备执行“海狮计划”的舆论。在英吉利海峡东岸的港口，张贴了“打到英国去，活捉丘吉尔！”的标语，并给部队大量印发英国地图，配备英语翻译，在海峡沿岸集结大量渡海、登陆器材，配置假火箭，还进行了频繁的登陆演习，以此来掩饰“巴巴罗萨”计划。为了避免苏联对德军东调产生疑虑，希特勒指令德国驻苏的外交人员向苏联进行所谓“解释”：如向波兰调集军队时，德国使馆通知苏联说，这是为了派新兵去接替即将退伍的老兵，当其部队进驻罗马尼亚时，诡称只是派了一些“教官”去协助该国进行军事训练。德军还利用实施“马利他”战役（入侵希腊）和“向日葵”战役（在北非发动战争的掩护），将“A”集团军群调到东线，并散布假情报，扬言要实施“黑葡萄”战役（占领直布罗陀）、“阿提拉”战役（占领法国南部）和“鱼叉”战役（从挪威入侵英国），企图把人们的注意力吸引到上述地区，以保障德军隐蔽地向东线调集。
苏联是当时世界上惟一的社会主义国家，它处于帝国主义和资本主义国家的包围之中。早在1934年1月，斯大林在联共第十七次代表大会上就已说过，国际形势要求党“采取一切措施保卫我们的国家，以防备突然事变，随时准备捍卫我们国家以抵御侵犯”。1939年3月，在法西斯侵略业已开始的形势下召开的联共第十八次代表大会上，斯大林又明确指出德意日结盟的侵略性，以及西方帝国主义国家企图“祸水东引”，怂恿德国发动侵苏战争的危险性，并强调苏联必须从各方面作好反侵略战争的准备。
1941年6月13日，苏联国防人民委员铁木辛哥鉴于战争已迫在眉睫，曾要求下令边境军区部队进入战争准备，并根据掩护计划展开第一梯队。但是，斯大林对战争的突发性，急迫性估计不足，惟恐敌人借故挑衅，没有立即下达命令。直到6月21日深夜，当大量的情报和事实业已确证德军将于翌日凌晨发动进攻时，斯大林才指示铁木辛哥下令各边境军区所有部队立即进入战争准备，隐蔽占领国境筑垒地区。但是，这已为时太晚。苏军大部分部队还未接到命令，德军的炮火准备却已经开始了。
1941年6月22日4时30分，法西斯德国未经宣战就以突袭方式向苏联展开了全线进攻。5时30分，当大批德军已进入苏联国境后，德国驻苏大使舒伦堡才向苏联外交人民委员莫洛托夫递交了一份照会，其中充满了陈腐的谎言和捏造。照会说，德国信守德苏协定，而苏联一再破坏它，对德国进行了“破坏、恐怖和间谍活动”。苏联“反对德国在欧洲建立稳定的秩序的努力”。它同英国一起阴谋“进攻罗马尼亚和保加利亚的德军”。由于集中“现有的全部俄国部队于从波罗的海到黑海的一条漫长的战线上”，它“威胁了”德国的安全。因此，“元首命令德国的武装部队用他们所拥有的全部力量对付这个威胁”。接着，意大利、匈牙利、芬兰追随希特勒德国，也相继发出照会，对苏联宣战。就这样，在北起波罗的海、南至黑海的2000多公里的战线上，法西斯匪徒向苏联发起大规模进攻。希特勒妄想用迅雷不及掩耳的“闪电战”，在六个星期到两个月的时间内打垮苏联，在冬季到来之前结束战争。
战争一爆发，在斯大林领导下，苏联共产党和政府就号召全体苏联人民起来进行伟大的卫国战争，并成立了以斯大林为首的国防委员会，以及有莫洛托夫、朱可夫等参加的最高统帅部，动员一切力量，来打击敌人，争取胜利。
就在6月22日，战争爆发的当天，莫洛托夫代表斯大林发表了广播演说，号召全国人民紧急动员起来，勇敢投入战斗，打败法西斯侵略者。莫洛托夫说：
“强迫我们进行这场战争的是奴役法国人、捷克人、波兰人、塞尔维亚人、挪威人、比利时人、丹麦人、荷兰人、希腊人和其他各国人民的嗜血成性的德国法西斯执政者。
“苏联政府现在，表明它的不可动摇的信念说：我们英勇的陆军和海军以及苏维埃空军的大无畏的神鹰们，一定能光荣地履行他们对祖国、对苏维埃人民所应尽的天职，一定能给予侵略者以毁灭性的打击。
“我们的人民不得不同傲慢自大，胆敢来犯的敌人交锋，这并不是第一次。当年我们人民就曾发动卫国战争来回答拿破仑的‘远征’俄罗斯，而使拿破仑吃了败仗，落得败亡的下场。狂妄自大竟敢向我们国家发动新的‘远征’的希特勒，也必将落得同样的下场。红军和我们全体人民，必将为祖国、为荣誉、为自由而再进行一次胜利的卫国战争。
“苏联政府现在表明它的坚定的信念时说：我们全国的工人、农民和知识分子，全体男女公民，必将对自已的义务、对自己的劳动采取应有的自觉态度。我们全体人民如今必须做到大家空前的团结一致。我们每一个人，必须要求自己并且也要求别人遵守纪律，服从组织，表现自我牺牲精神，而不愧做个真正的苏维埃爱国者，努力保证供应红军、红海军和空军所需要的一切，以便保证战胜敌人。
“政府现在号召你们，苏联的男女公民们，要把你们的队伍更加紧密地团结在我们光荣的布尔什维克党的周围，团结在苏维埃政府的周围。团结在我们伟大的领袖斯大林同志的周围。
“我们的事业是正义的，敌人必然要失败。胜利一定属于我们。”
苏德战争的爆发，引起了全世界人民的广泛注意。6月22日晚9时，英国首相丘吉尔发表声明，支援苏联对德作战。他说：“任何对纳粹帝国作战的个人或国家，都将得到我们的援助，任何跟着希特勒走的个人或国家，都是我们的敌人。”翌日，美国代理国务卿威尔斯代表总统罗斯福发表了美国支持苏联的声明。各国共产党和工人党纷纷发表声明，动员全世界各国人民支援苏联的反法西斯斗争。6月23日，中共中央毛泽东主席向全党发出指示，号召组织广泛的反法西斯的国际统一战线，支援苏联抵抗法西斯的神圣战争，并以驱逐日本帝国主义出中国的实际行动来援助苏联。毛泽东指出，苏德战争是帝国主义侵略势力与社会主义反侵略力量之间的殊死搏斗，是两个敌对社会体系不可调和的斗争，苏联的参战大大加强了反法西斯阵营的力量，使全世界反法西斯国际统一战线迅速形成，鼓舞了世界各国人民为保卫国家和民族的独立自由而顽强战斗。
希特勒是以突然袭击的方式来开始这场战争的。法西斯军队首先以大量的航空兵对苏联西部的重要城市、交通枢纽、军事基地以及正在向国境线开赴的军队进行猛烈轰炸，并在苏军防御纵深地区内空降伞兵，夺占要地，同时以数千门大炮对苏军的边防哨所、防御工事，通讯枢纽和部队集结地域实施猛烈轰击，然后以优势的坦克和摩托化兵团为先导，从波罗的海至喀尔巴阡山宽约1500公里的地面上，发起全线进攻。苏联西部的66个机场遭到猛烈的轰炸。苏军半天之内就损失飞机1200架，其中800架未及起飞迎战，即被毁于机场。许多重要的城市、通讯设施、交通枢纽和海空军基地，在德国航空兵和特务分子袭击下，遭受严重破坏。边境军区指挥机构基本上陷于瘫痪，部队出现了混乱。边防值班部队虽也进行了抵抗，但因得不到及时增援，防线迅速被突破。战争第一天，德军就前进了50—60公里。
苏联在战争初期，虽然遭受了严重的损失，但是在苏联共产党和斯大林的坚强领导下，及时吸取了失利的教训，决心动员一切力量粉碎德国法西斯妄图以一次快速的“闪电战”击溃苏联的迷梦。
四、与胜利失之交臂
1941年7月22日夜，占领斯摩棱斯克不到一个星期，德国人袭击了莫斯科——不是从地面，而是从空中。为了响应希特勒夷平苏联首都的号召，德国空军出动127架双引擎轰炸机，携带了104吨高爆炸弹和46000枚燃烧弹。在它们目标以西大约20英里处，轰炸机遇到了探照灯的蓝白闪光，接着防空炮火猛烈打响。
高射炮弹的爆炸和探照灯的盲目照射打散了德国飞机的队形。炸弹漫无目的地扔到城市中。燃烧弹击中了克里姆林宫的房顶，但是17世纪时期的坚固砖瓦阻挡了小型炸弹的穿入并且没有造成很大的损失。
7月的这次轰炸以及这一年以后进行的其它轰炸，未能对这次战役产生决定性的影响。德国人既没有足够的轰炸机也没有足够的炸弹，除了简单地威吓莫斯科的平民外，别的目的都达不到。但是在地面，德国的装甲部队已经推进到距首都不到200英里的地方，而且市民们预测他们随时会抵达。但是夏天过去了，没有坦克出现。德国领导人纠缠于关于战略目标的斗争上，而且当他们为巴巴罗萨行动的优先顺序而争吵不休时，德军对苏联首都的进攻停止了。
当中央集团军群的装甲部队越过斯摩棱斯克快速向前推进时，关于战略目标的争论越来越激烈。希特勒对装甲先头部队已经推进500英里感到很欣慰，但是他们深入得越远，希特勒就越烦恼。他担心他们侧翼的安全，害怕坦克和步兵之间的宽阔空隙——比如，古德里安坦克和步兵之间的空隙超过100英里——将会使包围计划落空，制定这个包围计划的目的是包围和消灭全部俄国集团军。