从1941年6月22 日到7月9日，纳粹德国在进攻苏联的各个方向上急速向前推进，苏联遭受了重大损失。截至1941年9月初，苏军仅被俘的人数不下150万人。据官方统计，苏军到1941年年初损失了20500 辆坦克和17900架战飞机，并且到 9 月份时损失已经不少于这个数字的一半。关于苏军在战争的前两个月的飞机损失数据，德国人的估计更高，达20000架作战飞机。
但苏联军民的顽强抵抗，渐渐遏止了德军的攻势，粉碎了希特勒迅速击溃苏联的梦想，迫使德军于1941年9月将全线进攻改为重点进攻。一个突出的战例就是斯摩棱斯克之战，苏军虽然没能守住莫斯科前面的“最后一道大门”，但是却将德军中央集团军群牵制在这一地区2个月，极大地延缓了德军对莫斯科的进攻速度，极大地消耗了德军装甲兵团的战斗力，也使德军的“装甲闪击”战车第一次在苏军阵地前抛锚，这些都为打赢未来的莫斯科保卫战埋下了伏笔。
另外，希特勒也一直认为，莫斯科是苏联的政治、经济、军事和文化中心，也是铁路交通枢纽，具有极其重要的战略意义，占领莫斯科具有特殊意义，关系到对苏战争的前途和命运，也足以向全世界显示闪击战战略的成功。国防军统帅部曾在密令中指出：在彻底打败苏俄军队之后，德国和意大利就将在军事上控制欧洲大陆（暂时不包括伊比利亚半岛）。那时，在陆地上对欧洲地区的任何严重威胁将不复存在。
从1941年9月30日至1942年4月20 日，苏军和德军进行了举世瞩目的莫斯科会战，具体又可分为防御、反攻和总攻三个阶段。这次，纳粹德国遇到了自二战以来最顽强的劲敌。苏联军民的英勇抵抗，阻止了德军从北、西、西南三个方向对莫斯科的进攻。德军也遭受了重大损失，虽然向莫斯科推进了200多公里，但攻占莫斯科的企图未能实现。
闪击战试图在精神上摧垮苏联军队的努力宣告失败。一个突出表现就是在1941年11 月7日，斯大林照例在莫斯科红场举行传统的阅兵式，斯大林号召苏联军民万众一心，众志成城，共同浴血抗战，保卫莫斯科，增强了苏联军民争取胜利的决心。苏军方面总共有九十五个师，一百二十五万人，九百九十辆坦克，六百七十七架飞机，七千六百门大炮和迫击炮参加反攻战役。
至1941年12月5日，德军中央集团军群的74个师已失去了进攻能力，被迫从正面转入防御。随着中央集团军日益逼近苏联的心脏——莫斯科，德军赖以维持闪电战的燃料逐渐消耗殆尽。同时，苏联的冬天骤然降临，严寒不但威胁着人与马匹的生命，也造成润滑油的冻结以及轮胎的硬化，间接导致了武器及机械设备的失灵。
1941年12月5日以后，苏联各方面军开始进行反攻，到1942年4月20日，总攻结束。苏联的反攻和总攻，是苏联卫国战争中第一次大规模进攻。两次攻势向西推进了100 至350公里，收复了大片失地。德军损失50余万人，坦克1300辆，火炮2500门，汽车1.5万余辆及许多其他技术设备。
军事上，莫斯科保卫战的胜利标志着纳粹德国闪击战的破产，闪击战的局限性暴露无疑。闪击战缺乏持久作战能力，难以征服地大物博、人口众多的国家，经不起挫折的考验，难以应付两线作战，而希特勒贸然进攻苏联的战略冒险终于让他的闪击战略寿终正寝。
德军深入苏联内地，远离德国后方，战线太长，四面受敌，孤立无援。他们在苏联境内建立的新后方极不稳固，随时都会遭到苏联游击队的袭击和破坏。而弹药、装备又不能及时送往前线，这次的后勤补给不足对德军来说是致命性的，德军进攻的步伐渐渐停歇了。像希特勒这样法西斯国家的政治生命和军事生命，从它出生的一天起，就是建立在进攻上面的，进攻一完结，它的生命也就完结了。
历史有时会出现惊人的相似。正像1812年，拿破仑征服俄国时所遇到的寒冷冬季一样，129年后的1941年，当希特勒踏上征服苏联的征程时，他也认为会像他横扫西欧一样速胜、速决。但是，又是在当年的冬季，坚硬冰冷的莫斯科城挡住了他前进的道路，苏联人的顽强抵抗和强大反攻，敲响了他走向灭亡的丧钟。
应当说，严寒的天气对德军的失败产生了一定的作用，但对德军的失败起关键作用的还是双方的主观因素。正如朱可夫所说：“不是雨和雪在莫斯科附近阻住了法西斯军队，而是受到苏联人民、首都和祖国支持的苏军的不屈不挠、坚忍不拔的精神和英雄主义打败了德军百万以上精锐部队。”
莫斯科会战的胜利，也让苏军取得了组织大规模防御作战并适时转入反攻的经验，以及组织战略方向之间和各方面军的协同作战经验，为以后组织军群防御和进攻战役奠定了基础。 闪击战的失利让纳粹德国的一系列问题逐渐暴露出来。以纳粹德国为代表的轴心国的经济消耗越来越大，而逐渐联合起来的反法西斯国家的经济能量大大超过轴心国同盟。
苏德战争爆发，二战范围进一步扩大，从此进入了新的阶段。1941年12月7日，日本偷袭珍珠港，太平洋战争爆发，二战扩大到最大规模。德国对美宣战，预示着轴心国的覆灭加速，大多数历史学家将希特勒的宣战描述成疯子的行为，是一个重大的错误。他们认为，向世界上经济最强大的国家宣战，同时自己的军队正陷入与世界上第二号强国的拉锯战，这无疑决定了德国的战败。
1942年至1943年间，二战形势发生了根本性变化。同盟国在欧洲、北非和亚太战场将不利的战略态势扭转过来。1942 年6月，日美在中途岛海域交战，日本损失惨重，从此丧失了太平洋的战略主动权，太平洋战争出现转折。1942年7月，斯大林格勒战役打响，德军损失惨重，苏军开始掌握战略主动权，并展开全线反攻。
1942年10月，阿拉曼战役成为北非战场的转折点，丘吉尔曾把这次战役看作是“命运的关键”。随着轴心国薄弱的一环——意大利政变的发生以及欧洲第二战场的开辟，法西斯德国的丧钟也渐渐敲响。至1945年9月2日，日本签订无条件投降书，二战全面结束。