Hoà bình với Đức không dễ dàng, bởi cả hai bên đều đang chuẩn bị cho cuộc xung đột quân sự và nhanh chóng chấm dứt khi các lực lượng phe Trục do phát xít Đức dẫn đầu tràn qua biên giới Liên Xô ngày 22 tháng 6 năm 1941. Đó là ngày cuộc "Chiến tranh Vệ quốc Vĩ đại" của nhân dân Liên Xô bùng nổ, nhưng rồi Hồng quân Liên Xô thảm bại trong chiến dịch Barbarossa. Tới mùa thu quân đội Đức đã chiếm Ukraina, bao vây Leningrad, và đe doạ chiếm thủ đô Moskva. Dù sự thực rằng trong tháng 12 năm 1941 Hồng quân đã đẩy lùi phát xít Đức khỏi thủ đô Moskva trong một cuộc phản công thắng lợi, quân Đức vẫn giữ được thế chủ động chiến lược một năm nữa và duy trì được thế tấn công sâu ở hướng đông nam, tiến tới sông Volga và Kavkaz. Tuy nhiên, hai thất bại lớn của quân Đức tại Stalingrad và Kursk mang tính quyết định và đảo ngược tiến trình của toàn bộ chiến tranh thế giới bởi phát xít Đức không bao giờ giành lại được sức mạnh để duy trì các chiến dịch tấn công và Liên bang Xô viết tái chiếm quyền chủ động chiến lược trong phần còn lại của cuộc chiến.. Tới cuối năm 1943, Hồng quân đã đột phá qua vòng vây của phát xít Đức tại Leningrad và giải phóng hầu hết Ukraina, đa phần miền tây nước Nga và tiến vào Belarus. Tới cuối năm 1944, mặt trận đã di chuyển vượt các biên giới năm 1939 của Liên Xô vào Đông Âu. Hồng quân Liên Xô tiến vào miền đông nước Đức, đánh thủ đô Berlin từ ngày 16 tháng 4 và chiếm được thành này vào ngày 2 tháng 5 năm 1945. Trùm phát xít Adolf Hitler tự tử vào ngày 30 tháng 4 năm 1945. Cuộc chiến với phát xít Đức vì thế đã chấm dứt với thắng lợi thuộc về Liên Xô.