1941年6月22日凌晨3时，德军兵分三路包围苏联。苏联在战前虽然从多个渠道取得过战争有可能愈演愈烈的情报，但很多情报之间是互相矛盾的，明确侵略时间的情报差距十分大，使苏联政府并不知道德国侵略的明确时间，甚至都不告诉德国否不会侵略苏联。

意味着在宣战前一天，苏联最低统帅部才告诉德军的明确反攻时间，但是为时已晚。在短短18天之内，德军前进苏联600公里。第一天的战斗，苏联空军损失1200架飞机，其中800架还并未降落就被摧毁。大量苏军边境根据地被德军很快围困，红军边防守军陷于孤军奋力抵抗（如布列斯特堡垒之战）。

与此同时希特勒狂言三个月覆灭苏联。北方战线由德军威廉·里特尔·冯·勒布元帅指挥官的北方集团军群负责管理反攻。

两个星期内苏联红军溃败400――450公里，退出整个波罗的海沿海地区，苏联红军24个师被完全击退，20个师损失60%的人员和装备，德军北方集团军群迅速进逼列宁格勒城下。波罗的海三国和西乌克兰的一些地区由于对苏联政策的反感，使得地方民族主义者（如斯捷潘·班德拉）利用德军反攻的时机采行暴力行动帮助德军。

但迅速大部分乌克兰民族主义者就由于赞成纳粹高压的占领区政策而和德国分道扬镳。班德拉本人也被纳粹被捕。中部战线是德军突击的重点地区，德军费多尔·冯·博克元帅指挥官的中央集团军群从格罗德诺和布列斯特堡垒方向反攻，通过一个双钳攻势已完成了对苏联西部军区（即西方面军）的合围，白俄罗斯首府明斯克失守，苏联红军溃败350公里，30个师被击溃，70个师损失50%以上的人员。随后，德中央集团军群又在斯摩棱斯克地区进行了第二个钳形攻势，由于苏联红军有效地的组织了防卫，德军进展极快。

但是战役在几经两个月后，德军还是已完成了合围，击溃了苏联红军30万人。南方战线上由德军伦德施泰特南方集团军群的主要目的在于攻占苏联在乌克兰的农业和工业基地，并取得黑海港口作为补给站。当面为苏联基辅尤其军区（即西南方面军）和敖德萨军区（南方面军），西南方面军是苏联实力最弱的一个军区，在战争初期，由于苏联红军在兵力和装备上对德军有显著的优势，德军在这个方向的进展尤为较慢。但由于德军的素质此时远在苏联红军之上，因而德军仍然长驱直入到达第聂伯河。

由于西方方面军损失过大，西南方面军的右翼曝露又并未及时移往。为了使德军得到占领区的物资，斯大林使用了当年国内战争时的方法。斯大林于1941年7月3日令其苏联红军实施焦土抗战，在撤走和撤离民众后，尽量的增加德军有可能的落脚点。

命令同时拒绝游击队在占领区要尽量的使德军无法取得物资给养。斯大林在7月3日的公开发表演说中说道：“当红军部队被迫后撤时，必需运出全部铁路机车车辆，不给敌人留给一部机车、一节车厢，不给敌人留给一公斤粮食、一公升燃料……在沦陷区，要导致使敌人及其所有走狗无法收留的条件，步步迎击他们，歼灭他们，毁坏他们的一切活动。

”1941年8月18日，苏联摧毁了第聂伯河水电站上的大坝。1941年9月15日，德军中央、南方两个集团军群合作，在基辅战役中将苏联西南方面军主力围困。

苏联军队70个师血战10天，苏联红军少数突围，66万余人被击溃，其中有6万名军官，还包括西南方面军司令基尔波诺斯上将、参谋长图皮科夫中将在内的多位高级将领在突围战中战死。希特勒将这次歼灭战称作“史上仅次于的歼灭战”。但是随后，在反击顿河畔罗斯托夫的战役中，由于主力部队都调往了莫斯科地区，德军遭了告终。

在德军已完成了对列宁格勒的围困之后，无力攻占苏军防御的重镇和主要工业中心之一的列宁格勒。北方集团军群为了平稳侧翼，发动了对托赫文的反攻，但是却遭败退。因此，德军对列宁格勒采行了封锁战术。由于苏联红军很快在与德军的僵持中享有了兵力上的极大优势，德军被迫在北方战线采行了被动的守势。

同时，芬兰由于兵力严重不足，仍然都没必要反攻列宁格勒。1941年9月30日，德军集中于74个半师大约193万人，在1700辆坦克，11000门火炮提供支援下，发动意图夺回莫斯科的攻势，即台风计划（莫斯科会战）。

战役的第一阶段以德军在维亚济马地区击溃苏联红军60余万人的全面胜利而完结。随后德军很快攻占了莫斯科外围，毁坏了数道苏联防线。苏联在不妙时刻展开了历史上规模仅次于的工业移往计划，移往的设备、物资多达100万节车皮，同时从西伯利亚、中亚、远东地区抽调了25万的精锐部队预备队，以朱可夫军师为核心重组了西方面军的部队和防线，的组织大量妇女修建防御工事，并派遣大量装载炸药和地雷的工兵分队毁坏德军后勤补给线。此时苏联严苛的冬季早已复活，德军登陆作战部队和后勤给养受到了很大容许，由于德国军队没作好过冬的打算，造成大量的士兵饿死烧伤，许多武器也无法用于。

苏联红军对德军展开了搏斗抵抗，辈出了许许多多英雄人物和名言，比如“苏联虽大，但已无路可退，背后就是莫斯科”。1941年11月7日，在德国逼近莫斯科之时，苏联仍然如期的组织了红场阅兵式，这是历史上最知名的阅兵式之一，受阅部队在阅兵式完结后必要赶赴前线。

还包括斯大林在内的主要苏联领导人坐镇莫斯科以指出固守大城的决意。1941年12月6日，苏联发动反攻，突破德军防卫并将其击溃200-300公里，莫斯科会战以苏联胜利而完结，德军损失了50多万人和大量的技术装备，这也是不可一世的德国陆军在二战中第一次受到重大损失，希特勒“三个月覆灭苏联”的狂言完全幻灭。莫斯科局势以求平稳。

1941年冬天，苏联红军在各条战线上发动冬季攻势。在南部，苏联红军跨过刻赤海峡，在克里米亚半岛登岸；在北部，苏联红军企图解法列宁格勒的围并且击溃围困列宁格勒的德军和攻占忽米扬斯克。但是由于苏联红军的训练糟糕，打算匆忙严重不足，指挥官不当，这两个方向的攻势皆以告终收场，苏联红军损失极大。

1942年5月，苏联又在打算严重不足的情况下，发动第一次哈尔科夫战役，企图攻占哈尔科夫，但被德军拆分围困后击溃。同时，曼施泰因指挥官的德军席卷克里木半岛，攻下塞瓦斯托波尔堡垒，并在刻赤战役中将红军完全击退。最后，苏联红军的冬季攻势以告终收场。

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