Am 22. Juni 1941 begann mit dem Unternehmen Barbarossa der deutsche Überfall auf die Sowjetunion. Im südlichen Bereich in der Bukowina und in Bessarabien begann der Angriff erst am 2. Juli 1941. Hierbei waren die deutsche 11. Armee (100.000 Mann) und die 3. sowie 4. rumänische Armee (200.000 Mann in 14 Divisionen) beteiligt. Hitler überzeugte Antonescu, weiter als bis zur Grenze von 1940 vorzurücken. Am 27. Juli erreichten die Truppen den Fluss Dnister und stießen auf das Gebiet des späteren Transnistrien vor, dessen Eroberung bis hin zum Fluss Bug im August 1941 abgeschlossen war. Die Schlacht um Odessa dauerte noch bis Oktober 1941 an. Zwischen rumänischen und deutschen Militärs kam es am 30. August 1941 zur "Vereinbarung von Tighina", nach der die wirtschaftliche Ausbeutung Transnistrias Rumänien obliegen sollte.