1941年6月22日凌晨三点，德军最高统帅部向集结在苏德边境的德军部队下达了攻击指令。分兵三路，出动190多个师，4000多辆坦克，三千多架飞机，共550万人，向苏联发起了突然袭击。苏军猝不及防，损失惨重，德军得已长驱直入，开战仅六个小时，就有1200多架苏军战机被击毁，开战半个月，苏军185个师一半被歼灭，一半兵员和技术装备损失大半，通往莫斯科的距离已经走了一半，德军似乎胜利在望，希特勒扬言：“三个月灭亡苏联，
苏联面对德国日益明显的敌意，派遣外长莫洛托夫前往柏林，寻求和解。苏德双方表面十分友好，但彼此互不信任
在中路，由费多尔·冯·博克元帅指挥的德军中央集团军群，从华沙东北地区出发，沿明斯克、斯摩棱斯克一线进攻莫斯科，从7月中旬开始，在通往莫斯科的战略要冲——斯摩棱斯克与苏军进行了一个多月的激烈交战，由于苏联军民的顽强抵抗，德军损失25万人，被迫减缓了进攻的势头。
1941年6月22日凌晨3点，纳粹德国向苏联发动了全面进攻。到日落时分，德军坦克已进入苏联境内50英
9月30日，德军重新集结，向莫斯科发动代号为“台风”的大规模进攻。11月7日，冒着德军的炮火，斯大林坚持在红场举行纪念十月革命胜利24周年的阅兵式，阅兵后苏军直接开赴前线，给了德军以沉重打击。
苏联空军在轰炸开始4小时后才接到起飞命令。开战第一天苏联就损失了1200架飞机，其中800架还未起飞
11月27日，中路德军突击部队经过作战，推进到距离莫斯科只有24公里处。甚至有媒体说德军已经能看到克里姆林宫了。这个虽然只是传说，但是当时面对强大的德军，莫斯科方面确实有了弃城的想法。
在柏林，纳粹的宣传部长戈培尔宣布：苏联士兵侵犯了德国边境，德国被迫采取“防御措施”。
据战后的史料解密，1941年10月12日，苏联内务人民委员会组建了20支契卡战斗小组，负责守卫克里姆林宫、白俄罗斯车站、猎品市场等重要目标。为了日后开展地下抵抗运动，还在莫斯科全城设立了59个秘密军火库，并事先在莫斯科大剧院、中央电报局大楼、“地铁”和“民族”宾馆内埋设了地雷。甚至连圣瓦西里大教堂内都设置了爆炸装置，因为有人推猜德军攻下莫斯科城后，希特勒很可能会乘兴巡游这一著名景点。有鉴于莫斯科城的精心布防，英国历史学家尼古拉斯·里德斯在1954年曾预言：如果德军士兵真的攻入莫斯科，等待他们的将是类似“斯大林格勒保卫战”那样的人民战争。纳粹军队将被旷日持久的巷战耗得精疲力尽，最终来自远东的苏联援军赶到，德军将被迫投降，战争在1943年就提前结束了！
德军名将古德里安在入侵苏联的战争中指挥战斗。
而就在这个时候，德军犯了一个关乎全局的错误，德军统帅部下令分调部分进攻莫斯科的中央集团军群主力去支援南方的基辅方向，企图占领苏联的粮仓乌克兰。这样，德军虽然在南方和北方取得了一些胜利，但在北路列宁格勒却没有完全得手，中路也错过了进攻莫斯科一举击溃苏联的最好时机。
12月6日，苏军从莫斯科城郊开始反攻，到1942年1月初把德军赶离莫斯科100公里到250公里。希特勒三个月消灭苏联的闪电战计划破产。到4月中下旬，苏军在各条战线上将德军击退150到400公里，解除了德军对莫斯科的威胁，同时也改善了列宁格勒的处境，夺回了60多座城市，在整个冬季战役中，德军约有50个师被击溃，仅陆军就伤亡83万多人。
德军装甲突击集群向苏联腹地快速机动。
苏德战争以苏联战胜德国法西斯而告终。在长达四年的苏德战争期间，苏联不仅牵制了德国大部分人力和资源，而且消灭和击溃德军及其仆从国军队607个师，使德军死伤达1000万人以上，约占其全部损失的百分八十。2/3的武器装备被苏军缴获或击毁。轴心国集团不得不集中190至270个战斗力最强的师同时对苏作战，吸引了其他各战场几乎全部兵力。