巴巴羅薩行動

蘇聯的侵略計畫

在德軍侵略蘇聯之後，納粹德國宣稱蘇軍在那之前便有系統的計畫要侵略他們，因此這場戰爭只是先發制人的攻擊罷了。在戰爭結束後許多德軍領導人也提出了這點，例如威廉·凱特爾。
前格魯烏情報官，後來成為歷史學家的維克多·蘇沃洛夫是將蘇聯侵略計畫公諸於世的重要人物之一，他在《破冰》一書裡主張史達林的計畫是先讓希特勒與歐洲各國自相殘殺之後，再由蘇聯大幅侵略歐洲。他主張史達林是依據此一長遠計畫下才跟希特勒進行合作，儘管同時期蘇軍的擴軍和備戰都顯示他們正在準備「解放歐洲」。蘇沃洛夫認為巴巴羅薩是納粹德國為了先發制人而對蘇軍在邊界集中的部隊進行的攻擊，其他支持蘇聯先發攻擊論的歷史學家如米哈伊爾·梅切科夫則否定此說，認為雙方都在事前準備進行攻擊，而不是回應對方的軍隊部屬。
自從此理論被提出以來，被發掘出的證據包括了格奧爾基·朱可夫提出的先發攻擊計畫藍圖，而且此藍圖還被亞歷山大·華西列夫斯基與尼古拉·費多羅維奇·瓦圖京所批准。朱可夫的計畫中包含了祕密的蘇軍動員，以訓練為藉口在邊界大量部屬軍隊，以期在攻擊開始之後切斷德國與其盟國如羅馬尼亞的連結，藉此中斷德國的石油供給
雖然蘇聯先發侵略論在許多國家受到了廣泛注意 ，而且也受到大量冷戰後俄羅斯歷史學家的支持，不過西方歷史學家還沒有徹底接受此一說法。

6月22日的攻擊

軸心國選在1941年6月22日的早上4時45分展開攻勢，要計算雙方在這個階段的特定地區部隊分布相當困難，因為大多數德軍的名單都包括許多還未參戰的後備軍人，同樣的兩方在力量上的對比也很難有效計算，合理的計算是約有260萬名德軍在6月22日進入作戰狀態，而他們所面對的蘇聯軍區也有差不多數量的蘇軍軍隊。德軍的突襲收到完全的效果，雖然蘇聯指揮部在收到德軍部隊逼近的報告後即在凌晨0時30分對邊界部隊發出警告，但當時卻沒有任何一個部隊展開備戰。據稱史達林對德軍侵略的新聞嚇呆了，並且直到一兩個禮拜後的7月3日才正式對全國發表聲明。
突襲帶給蘇軍的最大震撼並非是突襲的時間，而是同時進攻蘇聯領土的德軍數量之多和配合之緊密。約有320萬名的德軍地面部隊投入了東線的攻勢，伴隨的還有數十萬的義大利、羅馬尼亞、匈牙利、斯洛伐克部隊，芬蘭則從北邊發動攻勢。但蘇軍在同時對抗這些敵軍的同時也持續進行大規模的增援，西線的蘇軍部隊在6月22日時約有260萬人，儘管半年的戰事造成450萬人死傷的驚人數字，至年底時已經躍升為超過400萬人（蘇聯國內部隊和儲備軍並沒有計算在內）了。德國空軍聲稱在侵略開始的第一天就摧毀了1,489架蘇軍戰機，而自身則只損失了35架。事實上蘇聯空軍在剛開始幾天的損失比德軍估計的還要慘重，總共有3,922架飛機在頭3天被摧毀。
德軍的攻擊速度之快使得蘇軍的防禦計畫完全癱瘓，而無線電和通訊配備的嚴重缺乏也造成蘇軍部隊難以互相協調作戰。
德軍的攻勢也引燃了許多蘇聯佔領國的獨立運動，6月22日立陶宛發生了反蘇聯的暴動，並在隔天發布了獨立的宣言，大約有3萬名立陶宛人加入叛變行列，隨著德軍向北方的攻勢進展，叛變也蔓延至愛沙尼亞。

後續發展

雖然攻勢前半年進展的相當順利，但最後德軍仍然沒有奪下最終的目標：莫斯科。許多人認為德國犯下最大的錯誤便是延緩了發起攻擊的時間。原本計畫的攻擊發起日是5月15日，然而在4月時其盟友貝尼托·墨索里尼的義大利王國對於希臘的侵略受阻，希特勒遂決定調派德軍加以援助，並順道消滅親英的南斯拉夫，儘管德軍很輕易的便攻克並和軸心國盟友瓜分了南斯拉夫和希臘，但這起意外的小插曲卻使得攻擊計畫延緩至6月22日進行，這5週的延期更減短了原本已經相當短暫的蘇聯夏季。不過延期也有其他的原因，1941年蘇聯的晚春加上6月的漫長雨季，使得許多蘇聯西部的道路陷入癱瘓，或者無法讓重型的車輛通過。在整場戰役中，希特勒將原本進攻莫斯科的主力裝甲部隊改調往南方參與攻佔烏克蘭的基輔戰役，這次戰役以德軍的空前勝利告終，俘虜了超過65萬名的蘇軍，但這項舉動也進一步延緩了德軍進攻莫斯科的時間。當德軍開始進攻莫斯科時，秋季大雨造成的泥沼以及冬季的酷寒、再加上蘇軍的頑強抵抗，最終德軍的攻勢停止下來了。
同時蘇軍的反抗力量也出乎德軍的意料之外，在白俄羅斯布勒斯特的一座堡壘便說明了蘇軍的頑強抵抗精神：在德軍第1天的攻勢中原本預期只要幾個小時的突襲便能奪下這座堡壘，但最後直到7月底才拿下（蘇聯的宣傳宣稱它支撐了6個禮拜）。德軍的後勤成了主要的問題之一，隨著戰事的進展德軍的補給線也不斷拉長，也更容易遭受蘇聯游擊隊的襲擊。蘇聯採用焦土政策摧毀所有即將撤離的土地，使德國無法運用其食物、燃料、和建築。
儘管遭遇這些挫折，德軍仍然繼續推進，在半年的戰事中德軍展現了輝煌的戰爭藝術，多次以包圍戰術殲滅動輒數十萬的大批蘇軍或逼迫他們投降。基輔戰役尤其血腥，南方集團軍在11月中旬奪取了基輔，俘虜了超過65萬名蘇軍。
北方集團軍在攻克波羅的海國家後繼續朝列寧格勒推進，在1941年8月進攻至列寧格勒的南方市郊，但隨之面臨蘇聯的頑強抵抗而不得不停止。由於擔心直接攻城會造成大量傷亡，德軍指揮官決定以圍堵方式來摧毀抵抗力量。儘管遭遇德軍的滲透威脅、無情的轟炸和砲擊以及嚴重的食物和燃料短缺，最後蘇軍仍堅守住列寧格勒，直到圍城的德軍在1944年初被擊退為止，列寧格勒圍城導致了近百萬名的居民死傷。

作戰結果

整場巴巴羅薩作戰在11月開始的莫斯科戰役中達到最高潮，儘管負責進攻莫斯科的中央集團軍飽受秋季泥濘所造成的補給短缺之苦，仍被下令繼續進攻；德軍的進展在1941年12月初達到極限，前鋒部隊已經推進至莫斯科市郊，甚至見到了克里姆林宮的螺旋狀尖塔。然而這時史達林手上仍保有數十萬從西伯利亞前來支援的部隊，這些部隊擁有良好的冬季裝備和補給，還有大量可以武裝成民兵的青年人，很快便將逼近莫斯科的德軍全數擊退，並在接下來的反擊戰推回了冬季前的戰線。
反觀這時的德軍則嚴重缺乏石油、冬季裝備和食物，同時也沒有躲避之處，只得在原地駐紮捱過嚴酷的冬季，德軍最後得以擋下蘇聯的反擊行動，但卻遭受了非常沉重的損失。
同時奪下莫斯科也是德軍邁向勝利的關鍵之一，歷史學家之間一直存在爭論的問題是：如果當初巴巴羅薩作戰真的奪下了蘇聯首都，是否會造成蘇聯的徹底垮台？1941年12月美國因日本海軍偷襲珍珠港憤而向軸心國宣戰，在這短短6個月內德國的戰略位置便徹底逆轉了，因為德國的軍事生產能力根本無法應付長期的戰爭。
巴巴羅薩作戰的結果對蘇軍和德軍都同樣不利，雖然德軍無法成功的拿下莫斯科，但他們在半年時間內便奪下了蘇聯西部的龐大領土，包括烏克蘭、白俄羅斯、波羅的海國家、以及一大片莫斯科西部的土地在內，這相當於500,000平方英哩的土地以及7,500萬名的人民，事實上德國在之後的一、兩年內又繼續奪取了250,000平方英哩的土地，一直要到史達林格勒戰役和庫斯克會戰等戰役後才被擊退。在這些佔領區域裡，反抗德軍統治的游擊隊迅速增長，而德軍也毫不留情的加以鎮壓，德軍也繼續堅守這些土地，在接下來的許多戰役裡雙方又蒙受了更多的損失。
血腥的東線戰役持續了整整4年，因為這場戰爭而死的人數可能永遠無法準確計算，蘇聯軍隊的總陣亡人數大約為870萬左右，而平民的死亡人數則依然存在爭議，經常被舉出的數字則高達2,000萬人。德軍的陣亡人數也很難準確計算，最高數字為430萬名德軍和90萬名其他軸心國部隊，這個數字包括了在作戰中陣亡的人數以及遭蘇聯俘虜期間死去的人數在內。
直到1941年12月便有超過240萬的蘇軍人員被德軍俘虜，德國對蘇軍俘虜的處置使得到戰爭結束時總計數百萬的蘇聯俘虜死於寒冷、飢餓、疾病等。史達林則將德國戰俘以及曾經被德軍俘虜的蘇聯士兵都流放至勞動營。少數族群也都被流放至東部的集中營。例子包括了：1941年9月有43.9萬名居住於窩瓦河的德裔人民（以及30萬名來自其他各地區的德裔人民）被集體驅逐至哈薩克；在1944年5月有18.2萬名克里米亞韃靼人被驅逐至烏茲別克；39.3萬車臣人和9.1萬印古什人也在1944年被徹底驅逐至哈薩克。

作戰失敗的原因

巴巴羅薩作戰失敗的主要原因是低估了蘇軍的抵抗能力和意願，同時德軍的戰爭計畫並不一致，計畫的後勤準備也不完善。德軍在1941年底發現自身面臨的情況是：蘇軍的力量逐漸增強、然而德軍的戰力卻因為某些因素而逐漸減弱。這主要是因為部署區域的過度延伸、運輸的困難影響了補給和調度、惡劣的氣候以及各部隊經過半年征戰後的磨損造成的。步兵部隊的兵員短缺現象從1941年9月出現後便一直未獲改善，反而隨著時間越加惡化，一直到戰爭結束為止，德國陸軍都處於步兵短缺和補給支援缺乏的窘境。
而1812年拿破崙征俄的失敗也經常被用作比較的例子。

低估蘇軍的潛力

德軍大大的低估了蘇軍的動員潛力：蘇軍的主要動員人數（已經受過訓練、可以在短期內參戰的單位）比德軍所預估的高出了兩倍。到了8月初時大量原先被殲滅的單位已經被新服役的單位替代，而到1941年底蘇軍重建和擴張了等同825個師級單位的數量，而且這還沒有到達蘇軍存在的1,000萬動員潛能。這個事實幾乎就代表了巴巴羅薩作戰的失敗，德國必須暫緩作戰行動1個月以等待新的補給，等他們再度展開攻勢時，距離秋季泥濘期的開始只剩下6個星期了。在另一方面蘇軍也即時替補了之前的大量損失，當師級部隊在戰前徵召的士兵陣亡後，新的士兵馬上加以替補，戰爭中蘇聯每個月幾乎都徵召了超過500,000人從軍。蘇聯在短期間內動員大量部隊（雖然都是一些訓練不足且缺乏裝備的部隊）的潛力最終使蘇聯得以撐過關鍵的前半年，而德國對蘇聯潛力的低估則導致了巴巴羅薩作戰計畫的不切實際。
同時以理查·佐爾格為代表的蘇聯情報單位正確的分析出日本不會加入對蘇的戰爭，這使得蘇軍能夠將駐紮在遠東的部隊抽調回蘇德戰場支援。
即使德軍真的達成了作戰原先的目標：推進至阿爾漢格爾斯克－伏爾加河戰線，戰爭也不太可能就此結束。蘇聯在東部依然有著廣大的領土，同時蘇聯也已經將戰爭工業遷移至烏拉爾山脈、中亞、和西伯利亞了，因此戰爭可能還會持續一段時間。

後勤計畫的缺陷

巴巴羅薩作戰的目標從一開始便相當不切實際，戰爭開始於乾燥的夏季，是最適宜德軍行動的季節，德軍在最初數週裡突襲並殲滅了大量的蘇軍。但當理想的季節過去、嚴酷的秋季和冬季來臨時，蘇軍已經回復一定實力，而德軍的攻勢則開始遭受阻撓。德軍在經歷漫長的戰鬥後卻無法取得足夠的補給，石油的缺乏也註定了德軍不可能達成預定中的目標。
這種困難甚至在戰爭之前便已經被德軍的後勤單位所察覺，但他們提出的警告卻被德軍高層所忽略。整個德國的計畫是根基於一個假設上：5週內蘇軍便會徹底崩潰，到時德軍將能取得完全的戰略自由，只需替少數機動單位補給必要的石油便能佔領整個國家，因此並不需要擔憂5週後的補給問題。這一假設基本上是基於之前蘇芬戰爭時蘇軍的表現做出的，然而以德蘇戰爭的表現上來看這一假設是不切實際的。
德國的步兵和裝甲部隊在第1週裡快速推進了300英哩，但他們的補給線卻很難跟上進攻的速度。由於鐵路軌距的差異，俄國留下的鐵路網也無法加以使用(蘇聯使用寬軌；而德國使用窄軌)，除非等到相同軌距的火車生產出為止，鐵路和公路上速度緩慢的運輸載具也成為蘇聯游擊隊的理想攻擊目標，補給的缺乏嚴重延緩了德軍閃擊戰的進度。
德軍在後勤上的計畫也嚴重高估蘇聯鐵路運輸網的可用狀況，在波蘭的道路和鐵路狀況尚稱良好，但深入蘇聯領土的部分則情報有限，地圖上標示深刻的道路在實際上往往只是粗糙的塵土道路，或甚至根本沒有鋪設完成。

氣候

在整場戰爭中或許沒有其他因素如同天氣一般被後人如此重視其影響，在有些人看來，氣候是戰爭中的「中立」角色，對於氣候準備最佳的一方將能獲得最多優勢，而忽略準備的一方則會嘗到其後果，對於蘇軍力量的低估使得德軍面臨氣候不利的威脅。
一項由美國進行的軍事研究指出：希特勒的計畫在嚴酷的冬季氣候來臨前便已經失敗，他對於快速勝利的可能性抱持太大的自信，乃至於他對戰爭會拖延至冬季根本沒有心理準備。在入侵的前5個月裡德軍總共遭受734,000人死傷（約為總人數3,200,000的23%），到了1941年11月27日德國陸軍的軍需部門將軍愛德華·瓦格納宣稱：「我們已經到達人力和物資資源的極限了，我們即將面臨寒冬的危險威脅」，但德軍仍然沒有準備應付嚴酷的氣候和蘇聯運輸網路的惡劣狀況。在秋季惡劣的路面狀況延緩了德軍的進展。蘇聯的地面在夏季時是鬆散的沙土、在秋季時是黏稠的泥濘地、到了冬季地面則會被大雪所覆蓋。德軍戰車較窄的履帶使其在泥濘地行動時非常缺乏附著力和漂浮力。相較之下，新的蘇聯戰車如T-34和KV系列重戰車的設計都考量了這些問題。德軍有600,000匹用於提供補給和運輸火砲的西歐馬，但體型龐大的馬匹在這種氣候下卻很難發揮作用，而蘇軍所使用的體型較小的矮種馬則更適合當地的氣候，
德軍對於1941年秋季和冬季的嚴酷氣候幾乎毫無準備，德軍已經擁有足夠的冬季裝備，但由於交通運輸能力的限制，卻沒有辦法將這些裝備完全發放至前線，結果導致軍隊無法取得適當的冬季裝束，有些士兵們還將報紙塞進夾克來保暖，而當時的氣溫卻已經低達-30 °C。為了運作暖爐和暖氣，德軍士兵不得不將已經非常缺乏的汽油用來當作燃料，而蘇聯士兵卻配備了溫暖而加襯的大衣、有更大尺碼的軍靴以給士兵在靴中填塞布料棉花報紙等作襯底、以及覆蓋毛皮的帽子。
一些德軍武器配備在如此寒冷的氣候下也無法正常運作，普通的潤滑油在極低溫下無法發揮效用，導致戰車和卡車引擎故障、機槍等自動射擊武器無法正常開火。為了將砲彈裝填進戰車的主砲裡，戰車兵還必須先以小刀刮下黏附於砲管內結凍了的潤滑油。蘇聯軍隊則較少受到這些問題所苦，因為他們早已經歷當地的寒冬許多年了。德軍必須將毛毯覆蓋於飛機引擎上以免引擎結凍，而運作所有戰車和卡車所不可或缺的汽油也會因為寒冬而結凍。大多數蘇聯卡車和舊式戰車同樣使用汽油，但新生產的戰車則已改使用不會結凍的柴油了。
當嚴酷的冬季開始後，希特勒擔憂德軍會重蹈拿破崙當年從莫斯科匆忙撤離的覆轍，於是下令德軍部隊必須死守他們的據點抵禦蘇軍的反擊，這個命令後來被稱為「守住或是死亡」命令，這個命令即使挽救德軍戰線免於崩潰，但卻也造成德軍蒙受了大量的死傷。