Vid det rysk-tyska krigets utbrott juni 1941 förklarade Antonescu omedelbart krig mot Sovjetunionen, och ledde själv som överbefälhavare de rumänska aktionerna i södra Sovjet. Hans diktatoriska makt utökades ytterligare, och i september 1942 gavs Antonescu även lagstiftande makt. Även sedan man återfått de förlorade områdena fortsatte de rumänska styrkorna längre in i Sovjetunionen trots protester från rumänska politiker och avrådande från de västallierade staterna. Efter nederlaget och de stora manskapsförlusterna i striderna vid Stalingrad 1943 sjönk Antonescus popularitet kraftigt.