“巴巴罗萨”是纳粹德国在第二次世界大战中入侵苏联的代号，战争在1941年6月22日展开。
德国侵吞波兰前，与苏联签订了互不侵犯条约，其中的秘密条款规定，分割波兰，以划分德苏两国边界。长期以来，苏德两国一直抱有强烈敌意，尽管这项条约为苏德之间增进了大量贸易往来，苏联提供石油和原料给德国，德国则提供高科技给苏联，但双方仍然抱有强烈的猜疑心。
德军将领考察了苏芬战争，认为苏军武器落后，战术思想陈旧。德军统帅部认为，斯大林的“大清洗”，把苏军中的精英，如图哈切夫斯基等高级将领都处决了，剩下的都是新手或老朽。希特勒接到了一批情报分析，认为德军只要一打进苏联，苏联民众就会揭竿而起，推翻斯大林的“暴政”。希特勒说，斯大林描绘的苏维埃共产主义大厦，就是幢破房子，我只要照着房门踹一脚，那幢破房子就会倒塌。
德军统帅部多次派遣侦查飞机潜入苏联领空侦查，并在东线储备了大量军事物资。对此，苏联并未提高警惕，斯大林坚信第三帝国不可能在互不侵犯条约签订不到两年便发起攻击，认为德国拿下英国后才会开辟新的战场。
尽管苏联情报部门多次发出战争逼近的警告，但斯大林始终认为这是英国故意设计要让苏联和德国开战的假情报。德国政府也蒙骗斯大林，说德军的调动只是为了远离英国轰炸机的航程，甚至向苏联解释这是有意要让英国以为德军正准备进攻苏联。潜伏德国的间谍佐尔格也告知斯大林德军入侵的准确日期，但并未引起重视。因此，直到战争爆发前斯大林都没有认真准备应付德军的入侵。
德国在1941年4月发起一连串对英国的佯攻，假装正在挪威聚集部队，并且还故意透露虚构的入侵计划细节。在侵略苏联的计划和主要目标的设计上，希特勒与最高统帅部有意见分歧，最高统帅部认为应该直接攻往莫斯科，希特勒则认为应该先夺取乌克兰和波罗的海地区的丰富资源后再转向莫斯科。争论导致计划5月开始的入侵延缓了整一个月。
最后希特勒与高级将领取得共识：将入侵部队分为3个集团军群，各有分工：
北方集团军群由威廉·冯·李布元帅指挥，目标为穿越波罗的海国家攻入俄罗斯北部，占领或摧毁列宁格勒，总兵力为26个师：第16军团、第4装甲兵团、第18军团、第1航空队。
中央集团军群由费多尔·冯·包克元帅指挥，目标为进攻斯摩棱斯克，穿越白俄罗斯地区，攻占莫斯科，总兵力为49个师：第4军团、第2装甲兵团（由海因茨·古德里安指挥）、第3装甲兵团、第9军团、第2航空队（由阿尔贝特·凯塞林指挥）。
南方集团军群由冯·伦德施泰特元帅指挥，目标为乌克兰，攻下基辅，接着攻入南部俄罗斯大草原直到伏尔加河以及石油丰富的高加索地区，总兵力为41个师：第17军团、第1装甲兵团、第11军团、第6军团、第4航空队。
20世纪30年代，苏联着重发展重工业，快速实现了工业化，工业生产量仅次于美国，与德国并驾齐驱。战争爆发前，军事装备的生产也在快速增长。
1941年6月，苏军总人数达500万，超过德军参与巴巴罗萨作战的地面总兵力。除此，苏联的军事动员使红军人数稳定增加，能够投入比德国更多的部队。整体来说，1941年的两方兵力势均力敌。
武器对比方面，苏军坦克优势明显，拥有24000辆，有12782辆分布在西俄5个军区；德军拥有5200辆，只有3350辆参与对苏作战。苏军拥有世界上最先进的T-34坦克和速度最快的BT-8坦克；火炮数量也有压倒性优势，122毫米的A-19火炮是当时世界上最好的火炮。在1941年的前半年，苏联生产的100%的坦克和87%的战机都已属于现代设计。
德国空军和陆军训练精良，质量优势大可抵消苏军的数量优势。在1935年至1938年的大清洗中，苏军大量有经验的军官被处死或流亡，给苏军指挥力量造成重大损失。到1941年，苏军有75%的军官任职未超过1年，军团指挥官的平均年龄比德军师指挥官的平均年龄小12岁，不仅在战场上缺乏积极行动的意愿，而且很大一部分难胜其职。
苏联空军虽然拥有数以千计的战机，但大多为老旧的I-15和I-16，先进机型如米格和拉沃契金数量稀少。很少战机有无线电，有无线电的战机也常出故障，而缺乏讯息加密设备让德军轻易窃听。苏军战机都紧密排列在跑道旁，很容易被德军轰炸摧毁，飞行员的空战经验和技术也比较落后。
苏军部署疏散，部队之间往往无法保持联系，而且缺乏运输工具把有效战力集合起来。虽然配有先进火炮，但很多没有配备弹药。火炮单位同样缺乏运输工具而无法迅速部署。坦克单位数量庞大且装备良好，但却极为缺乏经验和后勤支援，上战场后，燃油、弹药、人员补给跟不上，通常在一次作战后便损坏或报销了。
虽然大量苏军驻守在西部边界，但战术理论草率。苏军1938年的条令规定：以标准线状防守的战线紧密相连，步兵在防线上堀壕架构坚强防御工事，坦克则配合步兵行动。1940年法国战役的结局让苏军震撼极大，世界上规模排名第二的法国陆军（第一为苏军）不到6周便被德军击败。对此，苏军分析认为法国的崩溃是因为过度依靠战线防守而缺乏装甲部队支援所致。因此，苏军决定取消堀壕防守战术，采用集中步兵部队，大规模机动战术。
苏军所有的坦克被集中到31个庞大的机械化军团，宣称每个机械化军团都比德军装甲军强大。苏军预测，一旦德国发起攻击，它的先锋装甲部队便会被机械化军团切断，接着机械化军团和步兵部队共同歼灭剩余的德军步兵。乌克兰地区驻扎了大量部队，准备在战争爆发后对德军进行战略包围：在摧毁德军南方集团军后则朝北攻占波兰，包围德军的中央集团军和北方集团军，包围圈里的德军很快就会被彻底歼灭，如此一来，纳粹德国将必败无疑。
战前，苏联不断宣传红军的强大，宣称任何针对苏联的侵略都会被击退。斯大林拒绝接受逆耳的建议，对互不侵犯条约盲目自信，过高估计苏军的实力，对情报机关不断发出的入侵警告不予重视。为了照顾与德国的关系，对进入领空侦察的德军侦察机不予攻击。这一连串错误的后果，导致开战时苏军没有进入警戒状态，甚至在遭受攻击时也必须先向高层请示后才做反击，虽然苏联在4月10日开始实行局部的警戒，但为时已晚。
德军在1941年6月22日清晨4时45分发动攻势。德军的突袭带给苏军的最大震撼是进攻的数量之多和配合之紧密。约有320万德军地面部队投入了西线的攻势，另有数十万的罗马尼亚、匈牙利、斯洛伐克和意大利军队参与进攻，芬兰为报冬季战争的一箭之仇，从苏联北边发动攻势。
德军攻击速度之快，使苏军防御计划近乎瘫痪；无线电和通讯设备的严重缺乏，使苏军难以协调作战。德军的攻势也引燃了一些“独立运动”，6月22日立陶宛发生30000多人参加的反苏暴动。随着德军向北方推进，叛乱也蔓延至爱沙尼亚。
军事家认为，德军统帅部原计划在5月15日发动的进攻延迟到6月22日，这5周的延期是致命的。这使得德军错过了短暂的俄国夏季，也就是进攻的最佳日期。
苏德对峙的最前沿有一座布列斯特要塞，由布格河和人工运河分割开的4个独立小岛组成，建于1833年，经多次扩展修筑，形成筑垒防御工事，是德军实施巴巴罗萨计划时遇到的第一颗钉子。
德军总参谋部在制订巴巴罗萨计划时，对布列斯特要塞进行了周密考虑。其北部是茂密的森林，不适合坦克快速推进，南部是一望无际的沼泽地带，只有布列斯特这个咽喉要地才是坦克纵队突破的有利位置。德军总参谋部把攻克布列斯特要塞的任务交给了第45步兵师，并为其配备了12个炮兵分队，9个火箭炮分队，此外还动用了数门550-600毫米大炮，这些大炮能够发射重达数吨的炮弹，是专门为破坏坚固堡垒工事而设计制造的。
布列斯特要塞内的苏军是西部特别军区第4集团军第28步兵军第42步兵师和第6红旗师的7个步兵营、一个侦察营和两个炮兵营，另外还有第17红旗布列斯特国境守备总队、第33独立工程建筑团和苏联内务人民委员部第132营的一部，人数有七八千。6月22日是星期天，许多中高级指挥员像往常一样，乘火车到明斯克或者维尔纽斯度周末去了。
布列斯特要塞成为巴巴罗萨计划的第一个打击目标，尽管经过德军强大的火力打击，中心堡垒四周的营垒仍然未遭到大的破坏，但一些苏军士兵成为战争爆发后的第一批战俘。6月29日，持续了两天的炮击停止了，战场上出现了少有的安静，德军通过广播向坚守要塞的苏军宣读了最后通牒，如果在规定时间内不缴械投降，德军将把整个要塞“碾成粉末”。苏军指挥员决定强迫所有在防御工事内的妇女和儿童撤出堡垒，向德军投降，而所有官兵将坚决战斗到底。
德军最后通牒规定的时间到后，守卫者宁死不降。德军又恢复了炮击，而且使用了能够穿透两米厚钢筋混凝土层的高爆炮弹，这种炮弹在整个战争期间只在布列斯特和塞瓦斯托波尔使用过。德国空军也向重点建筑物投掷重达500公斤的重型航弹。在科布林堡垒，德军炮火将东部壁垒的马蹄型防御炮塔完全摧毁，军需仓库也被命中，库存物资全部毁于炮火，猛烈燃烧的物资将墙壁上的一些石头都融化了。在中心堡垒，一枚重型航空炸弹直接命中了白宫，这个坚固的建筑物坐落在中心堡垒的西北，是战前苏军要塞建筑指挥所所在地，有一部苏军坚守在那里，建筑物被航弹摧毁后，废墟中的全部守军中只剩下两个幸存者。
7月8日，攻打布列斯特要塞的德军第45步兵师向中央集团军群报告称，要塞已经被占领。然而，被分割开零星活动的小股苏军还在废墟中坚持战斗。7月12日，扎夫里洛夫少校带领一小部分士兵在西北壁垒的外工事继续战斗，在东部壁垒的残垣断壁中又坚持了11天。7月23日，德军终于抓获了负伤的扎夫里洛夫少校。他后来被送到战俘营，1945年4月被苏军从纳粹集中营解放出来。
布列斯特要塞防卫战充分表现了苏军的顽强抵抗精神，德军预期几个小时的战斗，却历时6个星期。资料显示，1941年6月22日至30日，300多万德军阵亡8886人，仅在布列斯特要塞，第45步兵师就阵亡462人（包括80名军官，另有千余人负伤）。德军在布列斯特要塞没能缴获一面苏军军旗。在最危险时，第393高射炮兵营的罗第昂·塞门约克少尉和另外两个战士将军旗埋藏在科布林堡垒东部的一个废墟里。15年后，塞门约克回到布列斯特，将那面军旗挖掘出来。这面军旗陈列在布列斯特要塞纪念馆中。
北方集团军群在攻克波罗的海国家后向列宁格勒推进。8月，攻至列宁格勒南郊时，遇到苏军的顽强抵抗。由于担心直接攻城会造成大量伤亡，德军采用了围堵的战术。在德军的无情围堵、猛烈轰炸以及严重的食物和燃料短缺情况下，苏军仍坚守住列宁格勒，直到1944年初围城的德军被击退。
纳粹德国进攻苏联的时间选择在最适宜德军行动的夏季，德军在最初数周里突袭并歼灭了大量苏军。当干燥的夏季结束、秋冬季来临时，苏军的实力已得到恢复，而且苏联秋冬的严酷气候也给德军的攻势带来相当的困难。德军在经历漫长的战斗后无法保证足够的补给，注定了德军不可能实现预定目标。
战前，德军后勤单位对补给问题曾提出警告，却被德军高层忽略。德军高层认为：5周内苏军便会崩溃，德军将能取得完全战略自由，因此不需要担忧5周后的补给问题。
德国步兵和装甲部队在第一周里快速推进了300英里，但补给却跟不上进攻的速度。由于铁路轨距的差异，德军无法使用苏联的铁路网，除非等到生产出相同轨距的火车。德军的运输载具也成为游击队的攻击目标。补给的缺乏严重延缓了德军闪击战的进度。由于对苏情报有限，德军高估了苏联交通运输网的可用状况，苏联地图上标示的道路实际上往往只是粗糙的土路，甚至根本没有铺设完成。美国的一项军事研究指出：希特勒的计划在严酷的冬季来临前便已经失败；他对于快速胜利的可能性抱持太大的自信，乃至于他对战争会拖延至冬季根本没有心理准备。在入侵后的前5个月里，德军共有73万士兵战死，约为总人数320万人的23%。到1941年11月27日，德国陆军军需部门的爱德华·瓦格纳将军慨叹：“我们已经到达人力和物资资源的极限了”。