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1940年夏德国征服北欧（参见挪威战役）、西欧诸国（参见法兰西战役）后，即着手制订入侵苏联的战略计划，进行侵苏的准备工作；1941年春侵占巴尔干半岛（参见巴尔干战役）后，开始在东欧集结兵力，加紧完成对苏作战部署。
截至1941年年中，德国武装力量总兵力约达730万人（此外，尚有120多万雇员）。陆军（约520万人）有214个师（内步兵师169个、坦克师21个，摩托化师14个、其他师10个），另7个独立旅。德军共有坦克和强击火炮5639辆，飞机1万余架，火炮和迫击炮6。1万余门。海军至1941年6月前，共有战列舰5艘、轻重巡洋舰各4艘，驱逐舰和雷击舰43艘，潜艇161艘，以及一些其他舰艇。德国武装力量已完全展开，并且有了两年西线作战的经验。
德国对苏战争的战略计划（参见“巴巴罗萨”）规定，使用大量坦克兵、摩托化兵和航空兵突然实施若干强大突击，以分割、合围并消灭驻守苏联西部的苏军主力，随后向苏联腹地长驱直入，进抵阿尔汉格尔斯克、阿斯特拉罕一线。为了解决这一任务，希特勒统帅部共派出190个师，内19个坦克师、14个摩托化师（包括其盟军在内）。德军集团计有550万人，坦克约4300辆，火炮和迫击炮47200门，作战飞机4980架，战斗舰艇192艘。德国武装部队83％的陆军，其中包括86％的坦克师和100％的摩托化师，被调来同苏联作战。德军5个航空队中展开4个，用于苏德战场。上述这些兵力兵器在3个战略方向展开。
“北方”集团军群（司令为勒布元帅）辖第16（司令为布施上将）、第18集团军（司令官为屈希勒尔上将）和坦克第4集群（司令官为霍普纳上将）（共29个师），在东普鲁士展开，由第1航空队支援，受领的任务是粉碎波罗的海沿岸苏军，夺取波罗的海各港白包括列宁格勒和喀琅施塔得，使苏联舰队丧失基地。“中央”集团军群（司令为博克元帅）集中于主要方向即莫斯科方向，下辖第4（司令为克鲁格元帅）、第9集团军（司令为施特劳斯上将）和坦克第2（司令为古德里安上将）、第3集群（司令为霍特上将）（共50个师另2个旅），应在第2航空队支援下，割裂苏军防御的战略正面，合围消灭白俄罗斯境内苏军，并向莫斯科发展进攻。“南方”集团军群（司令为龙德施泰特元帅）在基辅方向展开，下辖德军第6（司令为赖歇瑙上将）、第17（司令为施普拉格上将）、第11集团军（司令为舒伯特上将），罗马尼亚第3、第4集团军，坦克第1集群（司令为克莱斯特上将）和1个匈牙利快速军（共57个师另13个旅），其任务是在第4航空队和罗马尼亚航空兵支援下消灭右岸乌克兰苏军，进抵第聂伯河，并向东发展进攻。德军“挪威”集团军和2个芬兰集团军（共21个师另3个旅），在挪威和芬兰境内展开，由德军第5航空队和芬兰航空兵支援。“挪威”集团军应攻占摩尔曼斯克、波利亚尔内，芬军则应配合“北方”集团军群夺取列宁格勒。德国陆军总部预备队共有24个师。
苏联政府预见到同德国发生武装冲突的可能性，在和平的社会主义建设年代就采取了提高国防能力的必要措施。战前几个五年计划的顺利完成，大大加强了苏联的军事经济潜力。1940年，苏联生产钢1830万吨，生铁1490万吨，钢材1310万吨，电力483亿度，原煤1659亿吨，原油3110万吨。在战前采取了一系列旨在建立国防工业，扩充武装力量，实行技术改装和扩大培训军事干部的重要措施。全体苏联人民进行的大量而紧张的工作，对提高国防能力具有重大意义。
虽然如此，但由于对战争爆发时间和德军主攻方向判断错误，对抗击德军首次突击思想准备不足，以致临战前未做好充分准备。截至1941年6月前，苏军总兵力为537。3万人。陆军有步兵师、坦克师、摩托化师和骑兵师303个（其中几乎四分之一处于组建或改编阶段）。海军现役共有战列舰3艘、巡洋舰7艘、驱击领舰和驱逐舰54艘、潜艇212艘。到战争开始前，苏军和海军已有563500名共产党员。西部边境军区（波罗的海沿岸特别军区、西部特别军区、基辅特别军区、列宁格勒军区，敖德萨军区）共有170个师（103个步兵师、40个坦克师，20个摩托化师、7个骑兵师）另2个旅。这一集团计有268万人，火炮和迫击炮（50毫米除外）37500门，新型坦克（KB和T…34）1475辆，新型作战飞机1540架，以及大量旧式坦克和飞机。德军在许多方向比苏军多2—3倍。苏军以西南方向为主要防御方向；在其他方向上则以边防部队进行抗击，以保障主力集结和展开，消灭入侵之敌并将战争推向敌国领土。
如果说苏联人民在思想政治方面有充分的迎战准备，那么在巩固国防上原定采取的物质技术和组织措施到战争爆发前还远远未能全部实现。对可能进犯苏联的时间判断错误和对抗击德军首次突击的准备疏忽也有一定影响。在德国即将进犯苏联之前，西部边境军区所属军队尚未展开完毕和完全进入战斗准备。直到1941年6月22日零时30分，才向各边境军区传达了国防人民委员铁木辛哥和总参谋长朱可夫的训令，要求连夜占领国境筑垒地域发射点，所有部队包括防空部队，进入完全战斗准备，将航空兵疏开配置于野战机场，进行伪装并准备对城市和设施实行灯火管制。许多兵团和部队还没来得及收到这些号令，因而未能占领各道防御地区。
战争第一阶段（1941年6月22日—1942年11月18日）苏军的战略防御。德军在莫斯科附近的首次大败。希特勒同盟1942年亡苏企图的破产
1941年6月22日拂晓，德国撕毁《苏德互不侵犯条约》，突然入侵苏联。站在德国一方侵苏的，还有意大利、罗马尼亚、芬兰和匈牙利。从此开始了苏德战争。苏联人民在苏联共产党和政府领导下，奋起展开保卫社会主义祖国的战争。第二次世界大战从此进入新阶段。德军侵苏标志着欧洲东方战线的开辟，苏德战场成为第二次世界大战的主战场。
6月22日，苏联政府号召苏联人民反击德军，并表示了战胜德军的坚定信心。同日，苏联最高苏维埃主席团宣布对1905年—1918年出生的预备役人员进行动员，西部各州进入战时状态。以西部边境军区的领率机关和军队为基础，组成了北方面军、西北方面军、西方面军、西南方面军和南方面军，分别由波波夫中将、库兹涅佐夫上将、巴甫洛夫大将、基尔波诺斯上将和秋列涅夫大将任司令。保障海域安全的是北方舰队、红旗波罗的海舰队、黑海舰队和太平洋舰队，分别由戈洛夫科海军少将、特里布茨海军中将、奥克佳布里斯基海军中将和尤马舍夫海军中将任司令。
战争爆发后，德军利用苏联判断失误、思想麻痹、戒备不足等弱点，一举突破苏军防御。苏军边防军和边境附近各师、首先遭德军突击。苏军虽进行了顽强防御，但仍然无法阻挡德军的强大进攻。西北方面军、西方面军和西南方面军的机械化军在不同地段实施了一系列反突击，使德军遭到相当大的损失，但仍未能顶住德军。德军利用其先进的军事理论，突然的袭击以及新式军事技术装备和武器的数量优势，3个星期内就在西北方向前进400—450公里，在西方向前进450—600公里，在西南方向前进300—350公里，夺占了拉脱维亚、立陶宛和爱沙尼亚全部，乌克兰、白俄罗斯、摩尔达维亚大部地区，占领俄罗斯联邦西部各州，进抵列宁格勒远接近地，威胁斯摩棱斯克和基辅。苏军遭到巨大损失，仅在比亚韦斯托克—明斯克战役中，苏军就损失60多万人。兵力对比变得更加有利于德军。
苏联仓促应战，西部边防迅速崩溃，部队节节败退。在作战形势极端严峻的情况下，苏军统帅部对双方实力估计失误，战略指挥不当，企图以进攻粉碎德军进攻，一再命令各军区实施反击，以致接连遭受严重挫折和损失，被迫转入战略防御。苏军同时进行了一毓防御战役，均告失败。
在危急时刻，苏联共产党和政府采取了一系列紧急措施，动员全国一切资源抵抗侵略，使国家的生活和活动从根本上转入了战时轨道。在战争的最初日子里，联共（布）中央就制定并颁布了保卫伟大的十月社会主义革命成果和苏维埃国家的自由和独立的纲领。在向前线附近各州的党和苏维埃组织发出的苏联人民委员会和联共（布）中央1941年6月29；日指示，阐明了这一反击破敌纲领。其主要论点，后来在斯大林广播演说（7月3日）中得到了阐述和发挥，以后又在党和政府一系列决定中得到了具体说明，成为党、政府、工会、共青团等组织开展组织和思想工作的依据。苏军面临的任务是疲惫消耗德军，将其击溃并赶出苏联国土。国家一切权力都集中在1941年6月30日成立的以联共（布）中央总书记，苏联人民委员会主席斯大林为首的国防委员会手中。
苏联政府采取首要的军事政治措施后，便将主要注意力集中在加强武装力量和提高其战斗力上面。为此，要求迅速动员预备役人员和保障作战军队一切必需品。根据苏联最高苏维埃主席团的命令，至1941年7月1日前共动员530万人。成立了民兵组织。在苏联后方广泛展开了新兵团的组建工作。从1941年6月22日到12月1日，共向作战军队派去291个师另94个旅。自1941年10月起，对居民实行普遍义务军训。为对武装力量实行战略领导，6月23日成立了铁木辛哥主持的统帅部大本营，7月10日改组为斯大林主持的总统帅部大本营。7月19日，斯大林被任命为国防人民委员，8月8日又被任命为苏军最高统帅。大本营从这时起定名为最高统帅部大本营。7月10日，为使战略领导靠近军队，成立了3个战略方向总指挥部，即西北方向、西方向和西南方向总指挥部，分别由苏联元帅伏罗希洛夫、铁木辛哥（1942年2月1日起为朱可夫大将）和布琼尼（1941年9月13日起为铁木辛哥）任总司令。不久，各战略方向总指挥部都设立了军事委员会。日丹诺夫、布尔加宁和赫鲁晓夫分别担任西北方向、西方向和西南方向总指挥部的军事委员会委员。
为了改善对作战军队的物质保障，根据国防委员会1941年7月28日决定，成立了总后勤部，设苏军后勤部长一职，由赫鲁廖夫中将任部长。方面军和集团军相应地成立了后勤部。中央直属机关还有其他一些变动，增设了空军司令、装甲坦克兵司令、炮兵司令、近卫迫击炮部队（即火箭炮部队）司令、防空军司令和工程兵主任。
此外，苏军特别重视巩固军队士气和加强党在武装力量中的影响。战争开始时，党中央指派500名加盟共和国的党中央书记、边疆区党委书记和州、市、区党委书记，270名联共（布）中央机关负责工作人员，1265名州、区级工作人员到苏军担任领导工作，主要任方面军、集团军和兵团的军事委员会委员和政治机关首长。为加强党在苏军中的影响，巩固军人政治思想状态并提高其战斗力，联共（布）中央于1941年6月底作出决定，动员党、团员作为政治战士奔赴前线。这就增加了分队和部队中的党员成份，加强了党、团基层组织。为了使政治工作人员不仅在政治工作上，而且在军事工作上也能协助指挥人员，以及为了提高政治工作人员的责任感，党中央政治局和苏联最高苏维埃主席团于1941年7月16日通过了《关于在工农红军中改组改治宣传机关和建立政治委员制的决定》。7月20日，这一决定也扩大到海军。
共产党成了苏联人在德军占领者后方开展斗争的组织者。7月18日，联共（布）中央通过了《关于组织德军后方斗争的决议》。党关于把游击战争变为真正群众运动的纲领，在这项决议中得到了发挥和具体说明。
一整套重要军事经济措施和使国民经济转入战时轨道的纲领，顺利地付诸实施。由于苏联西部和南部的重要经济区受到威胁，要求立即把工业企业迁移到乌拉尔，西伯利亚、伏尔加河流域和中亚地区。1941年6月24日，成立了疏散委员会，主席是什维尔尼克。1941年下半年，共向苏联东部地区迁移了1523个工业企业基地。疏散的物资约需车皮150万节。农业方面，预定在俄罗斯联邦东部—地区、哈萨克斯坦、中亚地区扩大谷物和技术作物播种面积。
苏联共产党和政府十分重视对外政策。为了打破德国当局在国际上孤立苏联的计划，组成击败德军的国际统一战线。1941年7—月，苏联政府与英、捷、波三国政府先后签订了共同对德作战协定。1941年9月29日—10月1日，苏、英、美三国代表就苏联租借武器问题举行的莫斯科会议，对发展三大国的同盟关系起了相当大的作用。此后开始结成了反希特勒同盟。
边境交战结束后，1941年7…8月，苏军在列佩利、博布鲁伊斯克、索利齐，科罗斯坚等市附近及其他方向对德军实施了反突击。8月，苏联空军对德国首都柏林进行了最初空袭。但是，由于兵力仍然悬殊，均告失败。在卢加附近、伊尔门湖以南、旧鲁萨附近和克拉斯诺戈瓦尔杰伊斯克地域的激烈战斗之后，德军突至列宁格勒近接近地，但在这里遇到了苏军西北方面军、列宁格勒方面军以及决心捍卫无产阶级革命摇篮——列宁城全市劳动者的顽强防御。陆军和波罗的海舰队在塔林、蒙海峡群岛、汉科半岛的顽强防御，牵制了德军重兵，对保卫列宁格勒具有重大意义。9月8日，德军突至拉多加湖，夺取了施吕瑟尔堡（彼得要塞），并切断了列宁格勒同外界联系的陆上交通线。德军想以强击占领该市，但被阻止住。于是在最艰苦的被封锁条件下开始了史诗般的列宁格勒英勇防御（参见列宁格勒战役）。在北方，德军夺取摩尔曼斯克和北方舰队主要基地波利亚尔内计划被打破。
西方向（莫斯科方向）战事具有特别重要的意义。为阻止德军长驱直入，从7月10日起，这里展开了几乎持续两月之久的激烈的斯摩棱斯克战役。西方面军在维捷布斯克和大卢基附近（第22集团军），罗加乔夫和日洛宾附近（第21集团军），奥尔沙和克拉斯内附近（第20集团军），斯摩棱斯克附近（第16集团军）及其他地域实施反突击，但随即被德军粉碎，苏军损失惨重，30多万人被俘。但苏军的顽强抵抗，也迫使德军暂时停止了进攻。德军未能达到预定目的和从行进间直抵苏联首都。此外，在斯摩棱斯克战役诞生了苏联近卫军，授予那些立下卓著战功的部队。在奥尔沙附近，第一次使用了苏制新式武器火箭炮（“卡秋莎”）。
双方在西南方向的作战也很激烈（参见基辅战役）。7月月中前，德军付出重大损失后，突至基辅接近地。苏军保卫乌克兰首都达71天。在基辅以南，德军于8月初在乌曼地域合围了西南方面军第6、第12集团军。在复杂的条件下，苏军被迫一面进行艰苦战斗，一面向第聂伯河退却，另一部兵力退向敖德萨，负责防守敖德萨的是独立滨海集团军。德军攻占了第聂伯罗彼得罗夫斯克，进逼扎波罗热。9月月中，德军以坦克第2集群由科诺托普向南，以坦克第1集群由克列缅丘格向北，沿洛赫维察总方向实施突击，在基辅以东合围了西南方面军重兵。基辅于9月19日弃守。9月26日，西南方面军基本被歼。此战，苏军损失约70�