苏德战争爆发后，德军的入侵时间、作战方式和初战结果都出乎苏军的意料。因此，苏军不得不重新审察其战争初期御敌于国门之外的战略方针。一方面，损兵失地的严酷教训充分表明，这一主观主义的战略方针不适用于苏德战争，必须迅速改弦更张；另一方面，短短几周的防御作战，既使缺乏现代化战争经验的苏军领导体验到德军“闪击战”的主要特点及其弱点，又使战前准备不足的苏军各级指战员经受了艰苦卓绝的战火考验，增长了对付强敌进攻的本领与才干，从而为制定符合当时战争实际的战略方针创造了条件。
为迅速扭转不利局面和稳定防御，斯大林要求苏军指挥员坚决抛弃一切陈腐的作战原则，努力掌握现代化的战争经验。在此情况下，苏军于1941年7月中旬转入战略防御。在此期间，苏联采取了一系列体现积极防御战略方针的重大措施，主要有：
第一，进一步完善领导体制，加强对部队的统一指挥。1941年7月10日，苏联国防委员会决定将苏联武装力量统帅部大本营改组为总统帅部大本营，并由斯大林本人担任主席，以加强这一机构的权威性。与此同时，为协调各战略方向的作战行动，组建了西北、西和西南3个方向总指挥部，分别由苏联元帅伏罗希洛夫、铁木辛哥和布琼尼任总司令。这些中层战略指挥机构的任务是：对在本方向遂行作战任务的各方面军和海军舰队实施战略指导，检查其对大本营训令的执行情况和领导该方向的后勤工作。7月19日，斯大林被任命为苏联国防人民委员。8月8日，总统帅部大本营改称最高统帅部大本营，斯大林被任命为苏联武装力量最高统帅。于是，苏联在政治、军事和经济等重要领域形成了高度集中的领导体制，克服了战争初期由于党政军最高领导人在作战指挥方面职责不明造成的延误与混乱。
与此相应，苏联国防人民委员部也进行了改组。该部所属苏联武装力量总参谋部，被改组为最高统帅部大本营制定战略计划和领导前线武装力量的主要业务机关，并得以摆脱动员补充和军事训练等繁杂的日常工作。同时，新建或恢复空降兵、火箭炮兵、工程兵、国土防空军和炮兵等司令部或部，加强对军兵种的战略指导。通信人民委员兼任副国防人民委员和总通信部长，以集中领导军、地所有通信部门。
此外，根据1941年7月16日联共（布）中央政治局和苏联最高苏维埃主席团《改组政治宣传机构和在工农红军中实行军事委员制度的决议》，苏联红军总政治宣传部和海军总政治宣传部均改组为总政治部，陆海军机关、部队和军事院校都实行军事委员制，以加强党对武装力量的领导和战时思想政治工作。根据1941年8月国防人民委员会的决定，苏军还组建了总后勤部和各级后勤部，加强对后勤工作的统一指挥。
第二，改革部队的编制体制，以适应形势变化。为适应作战部队大量减员、武器装备严重短缺的实际情况，提高部队的指挥效能和在困难条件下机动作战的能力，作为应急措施，苏军总统帅部大本营于7月15日作出集团军小型化的决定，即暂时撤销军（含机械化军）一级建制，集团军直辖5～6个师（原辖9～12师）。同时，对陆、空军部队实施缩编。根据7月29日确定的编制，各步兵师的名额压缩30%，配备的火炮减少52%，汽车减少64%；骑兵师人数减至约3000人；坦克师缩编为坦克旅；反坦克炮兵撤旅改团；空军师改3团制为2团制，各团的飞机数量也从60架减至30架（后为22架）。尔后，随着兵力、兵器的增加和战场形势的变化，苏军对部队的编制体制进行过多次调整。
第三，大力组建和有效运用战略预备队，作为扭转战局的“撒手锏”。根据苏联国防委员会7月16日《关于国防人民委员部和海军编练预备队的决定》，8月成立了红军编练总部。在其统一组织和检查督促下，苏军隐蔽编练了大量预备队，源源不断地开赴前线。“最高统帅部预备队始终是出敌意外地从根本上改变战役战略形势的主要手段”，它们在主要方向上集中地投入交战，取得显著战果。此外，苏军从8月开始组建最高统帅部预备队航空兵，以集中有限的空军兵力应付急需。
第四，根据战场实际，及时调整主要防御方向。苏军发现对德军的主突方向判断有误后，迅速将其主要防御方向从原来的基辅方向调整到斯摩棱斯克、莫斯科方向，并将近80%从内地调来的部队输送到那里。首先到达的部队早在7月中旬就加入了斯摩棱斯克战役。
第五，摈弃消极保守的一线式防御，代之以纵深梯次配置的防御体系，以增强防御的稳固性。在西战略方向，西德维纳河、第聂伯河防线的主要防御地带刚被德军突破，苏军总统帅部大本营即着手新建纵深梯次配置的防御体系。7月14日和18日，它接连下令在西方面军后方分别组建后备方面军和莫扎伊斯克防线方面军，以便在西德维纳河、第聂伯河防线以东至莫斯科前方建立2道新的防线。命令要求这两个方面军，分别占领旧鲁萨、奥斯塔什科夫、叶利尼亚、布良斯克一线和沃洛科拉姆斯克以西、莫扎伊斯克、卡卢加一线，迅速构筑梯次配置的筑垒工事。其中，莫扎伊斯克防线由3道防御地带组成，每道防御地带的间距为30～60公里，其间还设有多道中间防御阵地和斜切防御阵地，防线的全纵深达120～139公里。在西北和西南战略方向，苏军也采取了类似措施，但规模较小。
第六，在以坚守防御为主的前提下，辅之以可能的机动防御。在防御作战中，注意“以我之机动对付敌人的机动”，适时集中兵力，向德军发起反突击，争取变被动为主动。
第七，在加强地面防御的同时，大力提高对空防御的能力。在短时间内，苏军的防空兵力和兵器得到明显加强，防空体系的编成不断有所改进，莫斯科和列宁格勒等政治、经济中心，军工、能源基地和通信、交通枢纽受到有效掩护。
第八，加强敌后斗争，陷敌于两线作战。为有效配合苏军的正面防御，联共（布）中央于1941年7月18日作出《关于在德军后方组织斗争的决定》。1941年下半年，“18个地下州委、260多个地委、市委、区委和其他党的机构”，在德军占领区陆续组建“游击队2000多支，总人数达9万余人”，并发动广大群众积极开展包括武装斗争在内的各种抗德活动，陷德军于腹背受敌和两线作战的困难境地。
第九，着眼战争全局，精心组织防御。在各战略方向，分别实施基辅、斯摩棱斯克和列宁格勒等大规模战役和会战，以顽强的抗击和有效的反突击迟滞和消耗进攻之敌，为尔后粉碎德军的战略进攻创造必要条件。
第十，积极展开外交活动，以共同对敌。在作好国内工作的同时，力争英美等国支援，促进国际反法西斯联盟的形成，以最大限度地孤立敌人和增强对德作战的能力。
另外，在此期间，苏联在改善战略指导，加速战斗动员，加强政治思想和搞好物质保障等方面而采取了各项措施，这些措施在与德交战的过程中，逐渐取得明显成效，这为苏军战略防御方针的贯彻实施创造了有利条件。