W latach 1939-1941 ZSRR prowadził intensywną współpracę gospodarczą z Niemcami na podstawie Paktu Ribbentrop-Mołotow a stosunku pomiędzy obydwoma krajami pozostawały przyjazne. W rzeczywistości jednak Hitler przygotowywał w tym czasie zakonspirowany plan inwazji na ZSRR (Plan Barbarossa). W tym samym czasie Stalin przygotowywał plan inwazji na Niemcy (Plan "Burza"), zatwierdzony w 1940 roku, który według części badaczy miał charakter obrony wobec możliwej inwazji niemieckiej, a według innych (Wiktor Suworow) stanowił przygotowanie do inwazji na Niemcy planowanej na lipiec 1941.

Zobacz więcej w osobnych artykułach: plan Barbarossa, Front wschodni (II wojna światowa).

22 czerwca 1941 III Rzesza dokonała bez wypowiedzenia wojny zbrojnej agresji na ZSRR, co otworzyło po raz pierwszy od października 1939 front wschodni II wojny światowej. Historiografia sowiecka, a następnie rosyjska określa wojnę niemiecko-sowiecką (1941- 1945) jako Wielką Wojnę Ojczyźnianą[3] . W działaniach wojennych sojusznikami Rzeszy były Rumunia, Finlandia, Węgry, Włochy oraz oddziały ochotników z Belgii, Holandii, Francji i z Hiszpanii . W pierwszych miesiącach wojny Armia Czerwona ponosiła olbrzymie straty w ludziach i sprzęcie, a wojska niemieckie zajęły rozległe obszary Ukrainy, Białorusi i republik nadbałtyckich, docierając aż pod Leningrad i Moskwę. Grudniowa kontrofensywa sowiecka pod Moskwą odrzuciła jednak Niemców spod bram miasta. Ofensywa radziecka była kontynuowana na początku 1942 jednak zakończyła się niepowodzeniem (por: Kontrofensywy sowieckie 1941/1942). Umożliwiło to podjęcie ponownych działań ofensywnych przez wojska niemieckie.

Wiosną 1942 Niemcy, uderzając na południu Rosji w kierunku Wołgi i roponośnych terenów Kaukazu, doszli do Stalingradu. Bitwa o Stalingrad skończyła się jednak klęską niemieckiej 6 Armii feldmarszałka Friedricha Paulusa, która, otoczona w ruinach Stalingradu, ostatecznie poddała się 2 lutego 1943. Obroną dzisiejszego Wołgogradu kierował Wasilij Czujkow. Hitler, zły po przegranej, wydał rozkaz rozliczenia dowództwa za klęskę.

Pragnąc odzyskać inicjatywę strategiczną na froncie wschodnim, Niemcy uderzyli w lipcu 1943 na tzw. łuk kurski. Wielka pancerna bitwa na łuku kurskim, pomimo początkowych sukcesów niemieckich, skończyła się przegraną atakujących i ostateczną utratą przez Niemcy inicjatywy strategicznej na froncie wschodnim.

Istotnym wydarzeniem, zmieniającym całkowicie układ sił, było przystąpienie do wojny po stronie koalicji antyhitlerowskiej Stanów Zjednoczonych Ameryki, w następstwie japońskiego ataku na amerykańską bazę na Hawajach - Pearl Harbor (7 grudnia 1941), przeprowadzonego bez wypowiedzenia wojny. Oprócz podjęcia walk z flotą i wojskami japońskimi w Azji południowo-wschodniej i na Pacyfiku, USA, dysponujące ogromnym potencjałem przemysłowym, zaczęły wysyłać oddziały i sprzęt wojskowy do Wielkiej Brytanii i Afryki.