En dépit de ces pertes colossales, d'une aviation anéantie dans les premières semaines de guerre, l'Armée rouge parvient à survivre en tant que force combattante et même à contre-attaquer à plusieurs reprises vers la fin de l'été et pendant l'automne, comme à Smolensk et à Rostov. Cette résistance va permettre, associée à une politique traditionnelle russe de terre brûlée, l'arrivée de l'hiver et l'allongement des lignes de communications allemandes, de mener une contre-offensive victorieuse, devant la capitale même de l'Union soviétique, Moscou. Le rapatriement des forces aguerries déployées en Extrême-Orient, grâce à l'assurance de Richard Sorge de la neutralité japonaise, y jouera un rôle déterminant. Cependant, l'offensive est poursuivie trop loin et trop longtemps du fait de l'insistance de Staline, provoquant de nombreuses pertes inutiles. Si bien qu'au printemps, l'Armée rouge se retrouve à nouveau en position de faiblesse. Profitant de cette opportunité, les forces de l'Axe reconstituées attaquent la partie sud du front pour couper la Volga et s'emparer du Caucase et de ses riches champs pétrolifères. Seule une résistance héroïque, lors de la bataille de Stalingrad sauvera l'Union soviétique d'une défaite peut-être fatale. Néanmoins, les forces soviétiques plus expérimentées et mieux commandées vont passer à la contre-offensive avec l'arrivée de l'hiver 1942. Au cours de l'opération "Uranus", elles encerclent alors la allemande et une partie de la blindée. Cette victoire, prélude à une offensive générale, rejette les Allemands pratiquement sur leur ligne de départ du début de l'été. Seul le coup de force de Von Manstein, pendant la troisième bataille de Kharkov, sauvera le groupe d'armées Sud de l'anéantissement et permettra de stabiliser le front. La Wehrmacht tentera alors de reprendre l'initiative lors de la bataille de Koursk, mais cette tentative tournera court et l'Armée rouge attaquera à son tour, rejetant les Allemands jusqu'au Dniepr.