年6月22日凌晨3点纳粹德国及其仆从国集结了个师万人、架飞机、辆坦克、门大炮、艘军舰，划分为三个集团军群分别从北方、中央、南方三个方向以闪击战的方式对苏联发动突然袭击。仅仅在第一天的战斗中苏联红军就损失了架飞机（其中架还未起飞就被炸毁）。在开战后的18天之内德军就突进苏联境内公里。
开战后一个月左右苏联已损失数千架飞机、两万多辆坦克，同时有三百多万苏联军人被俘，有一百多个师被德军打残或歼灭！德军夺取了苏联座城市、7万多个村镇，深入苏联境内达多公里，在被德军占领的领土上生活着当时苏联40%的人口。苏联还损失了全国63%煤、58%钢的生产能力和41%的铁路线，60%的铝产地和80%的铜锰产地被德军占领，多达家工矿企业遭到破坏。
战争期间苏联曾不止一次发生过损失整个方面军这样的事，而这每次损失都给苏联带来了极大的困难。基辅战役中拥有六个集团军75万兵力的西南方面军被德国两大集团军群痛揍导致损失了整整70万人马。西南方面军几乎全军覆没使得苏联的广袤土地上出现了大片任由德军坦克驰骋的真空地带。到年9月30日德军已集中起74个半师约万人在辆坦克、1门火炮支援下发起针对苏联首都莫斯科的会战。
当时德军的先头部队甚至已能望到克里姆林宫的塔尖。德国指挥层一度以为苏军已丧失了战斗力，然而事实却并非如此：年11月7日是十月革命胜利24周年的纪念日。苏联照例按时组织了红场阅兵，和以往的阅兵唯一不同的是受阅部队在阅兵结束后将直接开赴前线。截至年1月苏军粉碎了德军进攻莫斯科的行动。年2月2日苏军在赢得斯大林格勒战役的胜利后迎来了战略转折。
在斯大林格勒战役中德军第六集团军司令保卢斯率领第六集团军剩下的9万多名官兵向苏军投降（这其中包括保卢斯本人在内的24名德军将帅）。保卢斯由此成为第二次世界大战中第—位被俘的德军元帅。这件事通常被视为是二战欧洲东线战场的转折点之一：在此之后德军就由攻势转为了守势。等到年8月23日库尔斯克会战结束后德军在东线再也难以发动像样的进攻。
战争期间苏联曾不止一次损失掉整个方面军都能扛下来，那么德国损失一个集团军之后为什么就在东线战场断了脊梁呢？首先我们要说的是苏联在战争期间的确不止一次损失掉整个方面军，苏联也确实扛到最后成为了战争的胜利者，然而损失掉一个方面军绝不是一件云淡风轻的事。基辅战役中西南方面军的崩溃就令苏联几乎到了最危险的时刻：斯大林面对德军兵锋直指莫斯科的局面不得不到处调兵加强首都的防御。
一个方面军的全军覆没对苏联绝对是伤筋动骨的——毕竟那也是整整70万兵力说没就没了。不过苏联方面咬着牙承受下了如此巨大的损失，然而德国方面可就承受不了这样的损失了。事实上德军方面也并不完全就是只损失了一个第六集团军就被打断了进攻的脊梁。在斯大林格勒战役中鲍卢斯的第六集团军的覆灭只是最后宣告德军战役失败的标志性事件，然而德军在斯大林格勒战役中所损失的并非只有第六集团军。
事实上德军在整个斯大林格勒战役中付出了伤亡万人的代价。自苏德开战以来德军尽管进展神速，但苏军的抵抗也是有一定成效的：德军在大踏步前进的同时也遭到了苏联红军的顽强抗击：在基辅战役中德军伤亡约13.2万人；在莫斯科战役中德军伤亡约50万人......这一系列损失让德军在兵员补充上陷入了困难。在多重困难因素的作用之下才导致了鲍卢斯的第六集团军陷入万劫不复的深渊。
由此可见鲍卢斯第六集团军的覆灭只是德军由攻转守的标志性事件，但并不能说德军由攻转守就完全是因为损失了一个集团军所造成的。事实上德军由攻势转为守势是一个由量变引起质变的过程：德军入侵苏联的早期阶段在历次战役中伤亡都不大，然而每一次的小伤亡一点点汇集起来就成为了大损失。尤其是在经历莫斯科会战和斯大林格勒战役两次失利之后德军的颓势就越发明显起来。
整个东线战场自始至终德军的损失都比苏军小，可最终赢得战争胜利的却是苏军。这在相当程度上是由于苏军的补充能力远强于德军。尽管德军在战争初期曾一度如入无人之境，然而越到后期德军就越感觉到苏军士兵就像打不完似的。德国刚打垮了苏联一个师，可还没来得及喘息就又得和十个师的苏军作战。事实上苏军在战争中的损失是相当巨大的。
年6月至年4月德军共俘虏苏军.4万人（其中万人死于战俘营）。战争期间苏联战死的军人高达万人(含死于战俘营)，然而战争期间苏军人数却一直保持在万左右。有一种说法是“真正的苏联红军在年之前就已全部阵亡”。这并不完全仅仅只是一种夸张的说法，因为苏联在战后的统计结果显示：年6月战争爆发之时第一批参战的苏联红军官兵没一个人活到战争结束。
这也就是说战争结束时的苏联红军全是在战争过程中征召的。开战一星期内苏联就动员了万人入伍，到了年5月苏联已动员了1万人参战。苏联为什么能在短时间内补充兵力并迅速投入战斗的呢？这首先得益于苏联庞大的人口规模。二战爆发时德国连同被其占领的奥地利、苏台德、阿尔萨斯、洛林等地的所有德语人口约为八千万。同一时期苏联的人口约为1.7亿，这比德国多出一倍还不止。
苏联在战争中损失的人口加上沦陷在德国占领区的人口几乎就相当于德国的总人口，然而苏联在损失这么多的人口之后还能充分动员未沦陷区的上亿人口——即使只计算苏联未沦陷区的人口都比德国的总人口还多。当时的苏联已建立了完整的执政体系：在苏联的各个城市到各个乡镇、村乃至于各个生产单位都有党委，所以只要苏共中央党委一声令下就能将一切能动员的人员全部动员起来参战。
苏联的战争潜力远不是德国所能比拟的：年德国全年的钢产量为2万吨、发电量亿千瓦时。苏联在经历两个五年计划后已由一个农业国过渡成为一个具备自主齐全的工业体系的工业国。尽管此时的苏联在生产技术上仍相对落后于德国，但苏联所拥有的生产资源和劳动力数量的优势却是德国完全无法比拟的，因此1.7亿人的苏联创造了万吨的钢产量和亿千瓦时的发电量。
表面上这一数据似乎仍低于德国，但苏联凭借自身的规模体量优势仍在不断缩小差距。在巨大的战争威胁之下苏联党和政府发出了“每个人都是战士”的动员号召，征兵年龄扩大到17岁至55岁，一时间全苏联30%左右的男性都投入到战争之中，另外有80万苏联妇女参加了卫国战争，这在前苏联作家瓦西里耶夫所写的《这里的黎明静悄悄》中有所反映。相比之下二战中穿军装的德国女人其实不是正式军人身份。
二战期间德军中的女性叫做国防军女助手：她们并不参加正面战场的军事活动，而是为德军官兵提供后勤保障、医疗服务等等。相比之下苏联女兵广泛分布在部队的各个单位：挖战壕能见到她们，开货车能见到她们，操作大炮能见到她们，甚至连飞行员中也能见到女兵的身影。苏军历史上第一个击落敌机的女飞行员莉莉娅到年已起飞参战次、单独击落敌机12架。
莉莉娅甚至在一次战斗中击落了一个有着35次空战胜利纪录的德国王牌飞行员。年8月1日莉莉娅在空中遭遇8架德军战机的围堵而牺牲，但在她被击落之前竟还成功击落了一架敌机。二战期间的苏联女兵中不仅出现了莉莉娅这样的王牌，也出现了柳德米拉这样的王牌狙击手：这位战前基辅国立大学历史系的大二大学生在战争期间成功狙击了名德军（其中包括36名德军狙击手）。
在动员女性参战的同时苏联还紧急将驻扎在远东和中亚等地的部队调往苏德前线。这些部队由于在此之前远离战场，因此基本都得以保存完整的战斗力：仅在苏联的哈萨克斯坦加盟共和国就有万人被征召参加作战部队。在如今哈萨克斯坦的阿拉木图市果戈里大街坐落着占地18公顷的潘菲洛夫公园，这座公园是为纪念苏联卫国战争中的潘菲洛夫师的28名战士而建。
潘菲洛夫师是一支主要由哈萨克人组成的1.5万人的部队。莫斯科保卫战打响后这支部队从遥远的哈萨克斯坦加盟共和国远道调来的部队迅速投入了战斗：年11月该师在莫斯科郊外的沃洛科拉姆斯克地域英勇抗击数倍扑向莫斯科的德军。11月16日在杜博谢科沃车站附近的战斗中该师28名战士在反坦克炮弹用完后就用汽油燃烧瓶砸向德军的坦克或用集束手榴弹炸坦克，最终这28名战士全部壮烈牺牲。
次日苏联国防委员会授予该师近卫军称号，然而当第16集团军军长罗科索夫斯基将苏联国防委员会的这一决定打电话告诉该师师长潘菲洛夫时被电话那头告知师长已阵亡。后来苏联国防委员会授予该师“近卫红旗潘菲洛夫师”称号，而该师的28名战士被授予“苏联英雄”称号。即使时至今日哈萨克斯坦共和国也只有1多万人口，而在当年哈萨克斯坦加盟共和国只有万左右人口。
这也就是说当时哈萨克斯坦动员了20%的人口直接参与第一线的战斗，这还不算在后方兵工厂从事后勤支援工作的人，如果排除掉不具备劳动能力的老人和小孩，那么哈萨克几乎是全民动员支援前线。和哈萨克一样乌兹别克也动员了大约万人投入战斗，土库曼人也组建了10个师投入战斗。苏军还把西伯利亚劳动营里的犯以及在远东战场上俘虏的日本关东军战俘投入到对德战争前线。
事实上苏联兵力能得以迅速补充并不单纯只是因为苏联人口多，因为你总不能让士兵们赤手空拳去面对武装到牙齿的敌人吧？战士们在前线同样要吃要穿吧？一战时期的沙俄军队其实和二战时期的苏联红军一样不缺人，然而当年的沙俄军队除了人之外几乎啥都缺。一战时期的沙俄是一个带有诸多封建农奴制残余的国家，所以当时沙俄的生产体系、交通体系都难以支撑起前线的战争。
一战期间沙俄尽管人口远多于德国，然而德国却凭借更为先进的铁路系统在军队动员效率上占据着优势。从年秋季起俄国的交通运输系统就已瘫痪：后方的粮食和肉类根本就运不到前线。一战期间沙俄军队对长筒靴的需求量约为1.1亿双，然而俄国即使开足马力也只能生产万双，以致于后来不得不给士兵配发草鞋作为替代。一战前俄国只有3家工厂生产步枪、1家工厂生产机枪。
这几家工厂全年的生产量是支步枪和挺机枪。战争期间开足马力生产的结果达到了万支步枪和20挺机枪，然而俄军在战争中对步枪的实际需求量却是万支。当时防守里加的俄国第5集团军全部近12万人中竟有1万人没装备任何武器。一战期间的沙俄军队就是这样一支缺吃、缺穿、缺武器而唯独不缺人的军队。由此可见后方的补给能力对前线的战争有何其重大的影响。
在现代化战争条件下战争从来就不单纯只是军人的事，而是必须充分动员整个国家的生产力支援前线。苏联在经过两个五年计划之后已初步建立起较为齐全的工业体系，而苏联庞大的人口基数为其提供了充足的劳动力，正因为如此苏联才能在整个卫国战争期间源源不断生产出粮食、被服、药品、武器等各种军需物资以满足前线的需要。卫国战争中苏联在后勤补给上展现了与在战场上一样高效的动员能力。
莫斯科战役期间广大的莫斯科市民被发动起来组建了25个工人营、12万人的民兵师、个巷战小组和数百个摧毁坦克班，各行各业的人都参与了民兵营的训练，准备在战况不利时组成游击队投入战斗，在前线因负伤而失去战斗能力的士兵会立刻转移到后方兵工厂在生产战线继续支持前线的战斗，整个卫国战争中一共有多万妇女、老人、儿童加入后勤运输和生产。
7年4月第二个五年计划提前完成以后苏联在工业发展速度方面已超过了世界主要资本主义国家。尽管此时的苏联在生产技术上仍相对落后于西方国家，但凭借庞大的规模体量已能实现质量不够数量凑。这时苏联的工业总产值已跃居欧洲第一位、世界第二位。在此期间苏联一共有个新工业企业建成和投产，国民经济的技术改造也已基本完成。
7年苏联工业总产值比2年增长了1.2倍，同期国民收入增长了1倍，生产资料保持着年均17.1%的增长率。尤其是苏联的机器制造业大大超额完成了计划指标：7年苏联的机器制造业和金属加工业的产值比2年增长了1.9倍，而原定的计划指标是1.1倍。随着纳粹德国的崛起已使斯大林敏锐察觉到未来潜在的战争风险，所以在第三个五年计划期间苏联重工业和国防工业的发展从一开始就有时间赛跑的意味。
三五计划期间苏联政府加紧在东部地区发展重工业：当时东部地区建设的高炉占到了全部新建高炉的3/4左右。这么做其实就是为防范未来可能爆发的战争。在苏德战争爆发之前外贝加尔、乌拉尔、阿穆尔河流域等地建立了新的冶金工厂，中亚地区建立了大型有色金属冶炼厂，远东地区建立了新的汽车装配厂、制铝厂、轧管厂和水电站。苏德战争期间苏联西部的工业基地遭到了重创。
然而拥有全世界最辽阔国土的苏联通过将自己的工业基地向东迁徙渡过了难关：乌拉尔、中亚、远东等地并未遭到战火的洗礼，因此这些地区的工业基础得以保留下来。二战前苏联西部的工业支撑着国家的经济基础，但东部工业区的存在为苏联提供了宝贵的战时工业储备，从而为苏联在苏德战争初期遭受重大挫折后继续抵抗德军提供了后续的支撑力。
对此朱可夫元帅在他的回忆录中写道：从军事观点来看党关于加速发展东部地区工业，建立机器制造、石油加工、化学等部门的第二套企业的方针具有重大意义。在这里建设的高炉占全部新建高炉的3/4，在伏尔加河和乌拉尔之间建立了第二个巨大的石油基地，在外贝加尔、乌拉尔建立了冶金工厂，在中亚建立了大型有色金属厂，在远东建立了汽车装配厂、制铝联合厂、轧管厂和水电站。
这些企业加上在战争期间迁来的企业把苏联东部地区变成了抵抗和粉碎敌人的工业基地。年下半年苏联从西部地区搬迁了个工业企业的设备和大量物资。年5月基本完成乌克兰、白俄罗斯、波罗的海沿岸地区企业的转移，第二阶段又疏散了斯大林格勒、北高加索等南部地区的企业。不少内迁企业平均不到2个月就在新址开始运转。到年夏苏联已完成了国民经济的战争转轨。
由于早在苏德战争爆发之前苏联就有意识地将自己的工业企业向东方转移，因此战争爆发后苏联的武器弹药生产一直在有条不紊地进行。苏联在战争期间生产了万支步枪和自动步枪、9.54万挺轻重机枪、83.4万门火炮（含迫击炮34.8万门）、10.8万辆坦克和自行火炮、架飞机、20.5万辆汽车。相比之下德军在战争期间的坦克制造总数为2万多辆，只有苏联的五分之一左右。
即使不考虑苏联强大的生产能力对战争的支撑，那么光是苏联广袤的领土就给德军带来了无穷无尽的麻烦：当德军越过斯摩棱斯克-基辅一线后尽管此时的苏军在德军面前一触即溃，不过德军已然因为战线过长而出现后勤乏力的现象：步兵和辅助单位开始因补给不继、交通状况不良而导致非战斗性减员日益增长。装甲部队一开始还能自行向东突破，然而不久之后也需要停下来休整维修。