1941 yılı Mayıs ayı olarak belirlendi. İki hafta sonra 18 Aralık'da Hitler, Alman Yüksek Komutanlığı'na 21 Sayılı emrini verdi, harekâtın kapalı adı "Barbarossa Harekâtı" olacaktı. Emrin ilk cümlesi "Alman silahlı kuvvetleri, Sovyetler Birliği'nin hızlı bir şekilde dize getirilmesi için girişilecek bir harekâta hazır olmalıdır." şeklindedir. Harekâta verilen kapalı ad, 12. yüzyılda. III. Haçlı Seferi komutanı ve Kutsal Roma Germen İmparatoru Frederick Barbarossa'nın adından esinlenmiştir. Hitler'in 21 Sayılı Emri'nde ""Hazırlıkların 15 Mayıs 1941 tarihine kadar tamamlanmış olacağı"" belirtilmektedir. Bu ifade çoğu kez, harekâtın Mayıs ayı ortalarında başlayacağının öngörüldüğü şeklinde yorumlanmaktadır. Gerçekte 15 Mayıs, "hazırlıkların tamamlanma tarihi" idi. Emir'de harekâtın amacı, ""Rus Ordusunun Batı Rusya'da bulunan büyük kısmının … imha edilmesi, ve henüz savaşa sürülmemiş, savaşa hazır kuvvetlerin, Rusya'nın geniş topraklarına çekilmesinin önlenmesi"" olarak tanımlanmaktadır. Harekâtın ulaşacağı hat olarak da Volga Nehri'nden Arhangelsk'a kadar uzanan hat olarak gösterilmiştir. Metin, ana taarruz hatlarına ilişkin oldukça ayrıntılı planlamalara yer vermiştir.William Shirer, "Nazi İmparatorluğu" Sh: 1026 Harekât planının ana iskeleti oldukça yalındır, Merkez Ordular Grubu'nun mekanize-motorize unsurları cephe hattını yararak hızla Smolensk yönünde ilerleyecek, bu noktadan iki kola ayrılarak güneye ve kuzeye çark edecek, böylece Kızıl Ordu'nun esas kuvvetlerinin geri çekilmesine fırsat bırakmadan kuşatılarak imha edilecekti. Hitler ve kurmayları, Napolyon'un Rusya Seferi'nde uğradığı hezimeti incelemişlerdi. Rus orduları başkomutanı General Kutuzov, geride Fransızların yararlanabileceği hiçbir ikmal malzemesi bırakmadan ordularının büyük kısmını geri çekerek kuvvetlerini muharebede kaybetmemeyi başarmıştı. Moskova'ya giren Fransız ordusu, kış bastırırken özellikler erzaksızlıkla yüz yüze gelmişti. Napolyon, ordusunu bu şekilde kaybetmemek için geri çekilmek zorunda kalmıştı. Aynı durumu yaşamamak için Hitler, Kızıl Ordu'nun geri çekilmesine fırsat vermemesi gerektiğini düşünüyordu.

Barbarossa Harekâtı, Leningrad yönünde kuzeye bir taarruz, sembolik önemi olan Moskova'nın ele geçirilmesi ve ekonomi stratejisi açısından önemli olan Ukrayna gerisindeki petrol sahalarının kontrolünün bir bileşimiydi. Hitler ve generalleri hangi konuların öncelikli olduğu konusunda anlaşamadılar. Oysa Almanya, akaryakıt konusuna ve önceliklerde bir uzlaşma kararına konsantre olmalıydı. Hitler kendini politik ve askeri yönden bir deha olarak düşündü. Hitler, 1940-1941 yıllarında Barbarossa Harekâtı'nın planlanması aşamasında generalleriyle birçok kez tartıştı ve emrini tekrarladı, "Önce Leningrad, ikinci olarak Donets Bölgesi, üçüncü olarak da Moskova." Hitler'in Moskova konusundaki tutumu zaman içinde değişiklik gösterdi ya da öyle görünmek istedi. Harekât planlarını onayladığı 5 Aralık 1941 tarihindeki toplantıda, Moskova'nın önemli olmadığını, esas olanın Sovyetler Birliği'nin yaşam gücünün yok edilmesi olduğunu ileri sürmüştür. Ancak 21 Sayılı Emrin yayınlandığı 18 Aralık 1941 tarihinde ise, kentin alınmasının, ""kesin bir iktisadi ve siyasi zafer olacağını""" belirtmişti. Hitler, uzun süredir istediği doğunun istilası konusunda artık acele ediyordu. Sovyetler Birliği yenilgiye uğratıldığında İngiltere'nin barış isteyeceğine inanıyordu. General Franz Halder günlüğüne, Sovyetler Birliği'nin yenilgiye uğratılmasıyla İngiltere'nin zafer umutlarını yitireceğini not etmiştir.

Almanya'nın Fransa Seferi'nde olduğu gibi Doğu Seferi'nde de Alman generalleri arasında stratejiye ilişkin olarak görüş ayrılığı ortaya çıktı. Geleneksel stratejiye bağlı generaller, Sovyet ana kuvvetlerinin sınırın hemen gerisinde kuşatılıp üzerlerine çullanarak imha etmeyi, ancak bundan sonra Rusya içlerine ilerlemeyi öneriyorlardı. Bu kuşatmalar ve muharebeler sırasında panzer gruplarıyla piyade kolordularının eşgüdüm içinde operasyonlara katılmasını gerekli görüyorlardı. Onlara göre Kızıl Ordu'nun büyük kısmını bu şekilde imha etmeden Rusya içlerine ilerlemek, göze alınmaması gereken riskler getirecekti. Sözcülüğünü büyük ölçüde General Guderian'ın yaptığı, General Hoth'un ve birçok zırhlı birlik komutanının da katıldığı görüş ise, panzer gruplarının Moskova yönünde olabildiğince derinliğe ilerlemesi, Kızıl Ordu birliklerinin kuşatılıp imha edilmesi operasyonlarının geriden gelen piyade kolordularına bırakılması görüşün savundular. General Guderian, panzer gruplarının en azından Dinyeper hattına kadar ilerlemesini istiyordu. Hitler, geleneksel strateji görüşünü benimsedi. Yine de Kızıl Ordu kuvvetlerinin Dinyeper batısında imha edilmesi hedeflendi. Bu amaçla piyade kolorduları daha kısa erimli, panzer grupları ise daha derin erimli kuşatma operasyonları icra edecekti. Bu şekilde iki strateji bir bakıma bütünleşmiş oldu.

Doğu Seferi için tahsis edilen Wehrmacht kuvvetleri üç "ordular grubu" olarak tertiplendi.


Wehrmacht birliklerinin yanı sıra Doğu Seferi'ne Mareşal Mannerheim komutasında 18 Fin tümeni, Mareşal Ion Antonescu komutasında 12 Romen tümeni, 3 Macar tugayı, 2 Slovakya tümeni, daha sonra harekâta katılacak olan 3 İtalyan tümeni, 1 İspanyol tümeni ve gönüllü birlikler katılacaktır.

Kuzey Ordular Grubu'na verilen görevler, Baltık Devletleri üzerinden Leningrad'a yürünecek, Ladoga Gölü civarı ve Petsamo nikel madenlari ele geçirilecek, Murmansk demiryolu hattı kesilecek, 
Kuzey Denizi'ndeki buz tutmayan Sovyet limanları kontrol altına alınacaktır.
Güney Ordular Grubu'nun operatif hedefleri Dinyeper Nehri batısındaki Kızıl Ordu kuvvetlerinin kuşatılarak imha edilmesi, Ukrayna üzerinden Kiev'e ilerlemek ve Sovyet sanayi üretiminin % 60'ının toplandığı Donets Havzası'nı ele geçirmektir.

Merkez Ordular Grubu ise Brest-Litovsk'taki Sovyet müstahkem mevzilerini yarmak, Roslavl - Elnya - Smolensk genel istikametinde taarruzu geliştirmek, Kızıl Ordu'nun bu kesimde yeniden tertiplenmesini önlemekti.

Harekâta başlama tarihi için, hazırlıkların tamamlanmış olacağı 15 Mayıs'tan itibaren karar verilecekti. Lakin Hitler, Yugoslavya'da Alman muhalifi askeri darbeye ve İtalya'nın Arnavutluk'u işgali karşısında Yunan ordularının ilerleyişine müdahale etme kararıyla Balkan Seferi'ne girişilmiş ve Barbarossa Harekâtı ertelenmişti. Hemen hemen tüm tarihçiler ve pek çok asker, bu erteleme kararının Barbarossa Harekâtı'nın başarısız olmasına yol açtığı görüşündedirler. Ancak bu neden, nedenlerden sadece biriydi. Diğeri ise 1941 yılında Rusya'da ilkbaharın uzun sürmesiydi. Haziran ayında da devam eden yağışlar, ülkenin batısında ana ulaşıma konu olan yolları ağır araçlar için geçilmesi olanaksız hale getirmişti. General Halder de iklim koşullarının 22 Haziran'dan önce elverişli olmadığını belirtmektedir.

Almanlar, Balkan Cephesi'nde savaşın bitmesinden bile önce birliklerini kitleler halinde Sovyet sınırında toplamaya başlamışlardı. Romanya - Sovyetler Birliği sınırına 1941 yılı Şubat ayının ilk üç haftasında 680 bin kişilik kuvvet yığılmıştır. Sovyetler Birliği'ne taarruz için 3,5 milyon Alman askeri, 1 milyon müttefiklerin askeri Sovyet sınırına toplanmıştır. Sovyet toprakları üzerinde birçok hava keşif görevleri başlatıldı ve sınır boylarına muazzam miktarda malzeme yığıldı. Bu gelişmeler Sovyet yönetimini gafil avlamıştır. Bunun nedeni büyük ölçüde Stalin'in, Molotov-Ribbentrop Paktı'ndan sonraki iki yıl içinde Almanya'nın Rusya'ya saldırmayacağını düşünüyor olmasıydı. Diğer yandan Almanya'nın İngiltere ile olan mücadelesinin sonuca erdirmeden ikinci bir cephe açmayacağına inanıyordu. Sadece Stalin değil, neredeyse tüm Sovyet generalleri de bu konuda emindiler, hatta Alman generalleri de. General Guderian anılarında, Doğu'da bir cephe açılacağını öğrendiğinde "düş kırıklığına" uğradığını yazmaktadır.

Casus Richard Sorge, Alman taarruzunun kesin tarihini Stalin'e iletti. Arne Beurling liderliğindeki İsveçli cryptanaistler de taarruz tarihine ulaştılar. Fakat Sorge ve diğer istihbarat unsurları, (Berlin Polis Departmanından da gelen bilgilerle) farklı taarruz tarihleri bildirmişlerdir. Öte yandan İngiliz istihbaratının ULTRA üzerinden elde ettiğin bilgi de Sovyetler Birliği'nin istilasının başlangıç tarihini, birkaç ay öncesinden 22 Haziran 1941 olarak bildirmiştir.
İngiltere'nin istilası için hazırlanan iki Alman harekâtı da, Sovyet sınırındaki yığınakla ilgili yanıltıcı bilgi olarak kullanıldı. Denizaslanı Harekâtı ve Hailisch Harekâtı. Norveç'te ve Manş Kanalı sahillerinde sahte hazırlıklar yapıldı. Tüm bunlar, gemilerin toplanması, hava unsurlarının keşif uçuşları tatbikatlarla destekleniyordu. Bu sahte istila planlarının bazı ayrıntıları bilerek sızdırıldı.

Hitler ve generalleri, üç ayrı ordu grubuyla Sovyetler Birliği'nin belirli bazı kent ve bölgelerinin istila edilmesi şeklindeki strateji üzerinde anlaşmışlardı. Esas Alman darbesi, tarihsel istila hattı üzerinde, Napolyon'un Moskova yaklaşımı üzerinde yapılacaktı. Kuzey Ordular Grubu, Baltık Devletleri üzerinden Rusya'nın kuzey kesimine ilerleyerek Leningrad'ı (eski ve bugünkü adı St. Petersburg) düşürecektir. Merkez Ordular Grubu Smolensk'e ilerleyecek ve batı Rusya'nın merkez kesiminden Moskova üzerine yürüyecektir. Güney Ordular Grubu, yoğun nüfuslu ve tarımsal potansiyeli yüksek Ukrayna'ya saldıracak, doğu yönünde ilerlemeyi sürdürmeden önce Kiev'i alacak, doğu yönünde devam ederek güney Rusya'nın bozkırlarına ve zengin petrol yatakları olan Kafkasya'ya yönelecektir.

Hitler, OKW ve çeşitli komutanlıklar, ana hedefler konusunda aynı fikirde değillerdir. Barbarossa Harekâtı'nın hazırlıkları sırasında OKW'nin geneli, doğrudan Moskova'ya yüklenilmesini savunuyordu. Fakat Hitler, kuvvetleri Sovyet başkenti civarında toplamadan önce Ukrayna'nın ve Baltık ülkelerinin zengin kaynaklarını ele geçirmek yönündeki fikrinde ısrar etmiştir. İlk gecikme, harekâtın başlangıç tarihinin Mayıs ortalarından 1941 Haziran'ına ertelenmesinde yaşandı. Bu gecikme, Rusya'da o yılki çamur mevsiminin erken başlamış olm