W wyniku zawarcia paktu Ribbentrop-Mołotow (1939) Finlandia, Estonia, Łotwa, Litwa, Polska i Besarabia zostały rozdzielone pomiędzy strefy wpływów ZSRR i Trzeciej Rzeszy. W 1941 roku Niemcy wraz z sojusznikami napadły na Związek Radziecki, otwierając front wschodni w II wojnie światowej. Pomimo początkowych sukcesów wojska nazistowskie zostały zmuszone do odwrotu po bitwie pod Moskwą i poniosły klęskę w wielkiej bitwie o Stalingrad. W latach 1944–1945 Armia Czerwona zajęła Europę Wschodnią i w maju 1945 zdobyła Berlin. W wyniku wojny Związek Radziecki stracił 8,7–10,6 mln żołnierzy oraz 11–15,9 mln cywili. Działaniom wojennym towarzyszyły liczne zbrodnie, popełniane przez wszystkie strony konfliktu na ludności cywilnej i jeńcach wojennych. Choć w wyniku zniszczeń spowodowanych wojną gospodarka ZSRR była w znacznej mierze zrujnowana, Związek Radziecki stał się po wojnie jednym z dwóch supermocarstw światowych. Armia Czerwona okupowała niemal wszystkie kraje Europy Wschodniej, wraz ze wschodnią częścią Niemiec i Austrii. Prawie wszystkie zajęte przez Armię Czerwoną kraje stały się później satelitami ZSRR. W 1948 roku ZSRR stał się drugim po USA mocarstwem nuklearnym oraz zainicjował powstanie Układu Warszawskiego (1955) jako odpowiedzi na powstanie NATO (1949). W latach 50. ZSRR stał się również drugą po USA gospodarką na świecie. Rozpoczął się okres rywalizacji pomiędzy USA i ZSRR o hegemonię nad światem, nazywany zimną wojną.