1941年6月22日凌晨3點15分，史上最大規模的侵略部隊從西方進入蘇聯境內，德軍開始了巴巴羅薩行動。300萬德國士兵、50萬來自匈牙利和羅馬尼亞等盟國的士兵、3600輛坦克、60萬輛各類車輛和裝甲車、7000門大炮和2700架戰斗機發起了進攻。隨著炸彈雨點般地落在蘇聯的城市和機場，出其不意地襲擊了蘇聯紅軍，德軍每天前進50公里，殺死并俘虜了大量的蘇聯士兵。蘇軍在混亂和迷失方向的情況下，幾乎崩潰。由于德國人破壞了蘇聯后方的公路、鐵路和通訊設施，撤退變得很困難。對蘇聯的進攻的半個多月內取得了巨大勝利，這一觀點得到了希特勒的勝利呼應。到7月11日，德國坦克已經突破了烏克蘭首都基輔的郊區。在希特勒的戰地指揮部里，所有人都欣喜若狂。

基輔戰役中被俘的蘇軍戰俘

希特勒在這次進攻中的長期目標是征服東歐的大片地區，尤其是無邊無際的農業平原烏克蘭，并利用它生產糧食，使德國士兵和平民在戰爭的剩余時間里免于挨餓，并由德國農民定居下來。希特勒一項認為蘇聯是由一個脆弱的農民階級組成，只要推一下，整個大廈就會倒塌。跟納粹意識形態的諸多方面一樣，這與現實過于遙遠，以至于有理由稱其為幻想，事實上，蘇聯并沒有解體。他們開始在最初的恐慌之后，團結起來，因為有絲毫由于者就會被蘇聯秘密警察射殺。

德國人掠奪食物供應，摧毀蘇聯城鎮和村莊，這讓蘇聯士兵想起了他們的戰斗目的。如果德國人贏了，他們的國和家肯定會滅亡。蘇聯的戰爭動員是非常快而又龐大的，500萬預備役人員在入侵后的幾天內被調動起來，近1000萬人就很快做好了戰斗準備。當然，軍事裝備捉襟見肘，一時難以解決，因為蘇聯的軍工企業正在烏拉爾山脈以東的地方進行大規模的搬遷，直到11月底才能完成。蘇聯紅軍司令部的改組，以及斯大林意識到必須調整的作戰策略，要到幾個月以后才能完成。然而，在幾個星期之內，蘇軍就開始反擊了。

德軍方面經過數周的長途行軍和沿途不斷的戰斗，部隊開始精疲力竭。前進的速度開始減慢，這是由于通訊緊張、路況不佳以及沒有足夠的鐵路網來快速運送大量的人員、燃料和設備而造成的，德軍不得不被迫依靠馬匹進行必要的運輸。 7月30日，陸軍最高司令部下令暫停攻擊，以進行修整和補給。

在這個時候，希特勒和他的將軍們正在討論下一步該怎么做。大多數將軍傾向于加強中央集團軍群以便快速進攻莫斯科，他們認為莫斯科是蘇聯的主要軟肋。但希特勒拒絕了，恰好相反，他加強了南方集團軍群，從中央集團軍群撤出人員和資源，使其為進攻基輔做好準備。

希特勒一直堅持最初的計劃，集中兵力獲取烏克蘭的糧食供應和工業資源。此后，南方集團軍群向高加索地區推進，那里有油田，有坦克、突擊炮和運輸工具急需的石油，而中央集團軍將繼續向莫斯科進軍。

1941年8月21日，德軍終于做出了決定，很快德軍開始包圍基輔這座城市，海因茨·古德里安的裝甲部隊從東北方逼近，陸軍元帥格爾德·馮·倫德斯泰特將坦克從德內爾河向南推進，三周后，各路德軍匯合。這座城市被包圍了，四支蘇聯軍隊被包圍。在此之前，蘇聯總參謀長格奧爾基·朱可夫曾敦促蘇聯軍隊放棄這座城市，以避免災難，但斯大林將他免職，然后由季莫申科元帥接替。

和希特勒一樣，斯大林認為撤退是懦弱甚至是背叛的表現。基輔作為中世紀俄國的首都和烏克蘭的主要城市，尤其具有巨大的象征意義。另外一點，如果失去基輔，可能會使列寧格勒的守軍士氣低落。所以斯大林命令守住這座城市，而這個這個決定是致命的。

基輔戰役蘇德雙方的廝殺用殺紅眼來形容也毫不為過，徹底激發了人體內瘋狂的原始獸性殺戮，德軍的進攻遭到了頑強的抵抗和不停的反擊。德軍士兵感到蘇軍在這次戰役中的行為簡直令人費解，他們非常頑固，即使在最強大的炮火下也不肯讓步。另一份德國的報告稱，蘇聯士兵的尸體就像一張“地毯”，綿延數英里。蘇聯軍隊射殺了他們抓獲的任何德國人，并經常以可怕的報復行動向他們發泄憤怒，德軍也以牙還牙。在前線，德國軍隊發現了一百多名戰友的尸體，他們的雙手掛在樹上，腳上澆上汽油，然后點燃，這種緩慢的殺戮方式在德軍當中被稱為“斯大林的襪子”。這一發現之后，德軍將被俘的4000名蘇軍戰俘馬上就地處決。

在基輔周圍，德國的飛機對蘇聯的陣地和通訊進行了猛烈的轟炸，德國的裝甲部隊和步兵無情地向前推進，蘇軍部隊被不斷地擊退，直到德國人在9月19日最終占領了這座城市，這場勝利的規模之大是前所未有的。蘇聯傷亡達20余完，德軍計算出他們俘虜了66.5萬人，以及數量驚人的坦克、槍支和裝備。后來許多人對這一數據有所懷疑，但通過各種資料認證，被俘的蘇軍仍然不低于60萬，再加上數量眾多的武器裝備，所以稱之為一場大的殲滅戰毫不為過。

基輔戰役蘇軍失敗的原因有很多，比如失去制空權，雖然有坦克，但是蘇軍完全還不會運用坦克作戰，缺少輕重武器和彈藥，甚至出現成建制的士兵端著加刺刀的步槍無奈般沖向德軍坦克。不過基輔戰役雖然蘇軍慘遭失敗，但是這被迫讓德軍進攻莫斯科的時間推遲了近一個月，這讓莫斯科的防御得以鞏固和完善。德軍雖然在戰術上取得了巨大成功，但是在整個東線戰略上卻屬于重大失誤，錯失了進攻莫斯科的最佳良機。