Седмицу након покретања масовне инвазије на СССР, немачке дивизије су оствариле запањујући напредак у Лењинграду, Москви и Кијеву.
Упркос потписивању нацистичко-совјетског пакта 1939., совјетски вођа Јожеф Стаљин знао је да је рат са нацистичком Немачком природним идеолошким непријатељем СССР-а неизбежан. 1941. добио је извештаје да се немачке снаге масовно налазе дуж западне границе СССР-а. Наредио је дјеломичну мобилизацију, неразумно вјерујући да нацистички вођа Адолф Хитлер никада неће отворити други фронт док Британија не буде потчињена. Тако је Стаљин био изненађен инвазијом 22. јуна 1941. Тог дана, 150 немачких дивизија пролило је преко 1800 километара дуге источне границе Совјетског Савеза у једној од највећих и најмоћнијих војних операција у историји.
Потпомогнуте својим далеко супериорним ваздухопловним снагама Луфтваффе, Немци су се трчали по СССР-у у три велике армијске групе, наносећи страшне жртве Црвеној армији и совјетским цивилима. 29. јуна, градови Рига и Вентспилс у Летонији пали, 200 совјетских летјелица је оборено, а опкољење три руске војске било је готово потпуно у Минску у Бјелорусији. Помогли њихови румунски и фински савезници, Немци су освојили огромну територију у првим месецима инвазије, а средином октобра велики руски градови Лењинград и Москва били су под опсадом.
Међутим, попут Наполеона Бонапартеа из 1812. године, Хитлер није успео да узме у обзир историјску одлучност руског народа да се одупире окупаторима. Иако су милиони совјетских војника и грађана 1941. године пропали, а остатку света изгледало је сигурно да ће СССР пропасти, пркосна Црвена армија и горко руско становништво непрестано су рушили наде Хитлера за брзу победу. Стаљин је имао далеко веће резерве дивизија Црвене армије него што су немачке обавештајне службе предвиђале, а совјетска влада се није срушила због недостатка подршке људи како се очекивало. Суочени са оштром стварношћу нацистичке окупације, Совјети су изабрали Стаљинов режим за мање од два зла и својевољно се жртвовали у ономе што је постало познато као "Велики патриотски рат."
Немачка офанзива на Москву застала је на само 20 миља од Кремља, дух отпора Лењинграда остао је јак, а совјетска индустрија наоружања превезена возом до безбедности истока, безбедна од борби. Коначно, оно што Руси називају „Генерал Винтер“ поново се окупило са својим циљем, осакаћујући способност Немаца да маневрира и тањшајући редове дивизија, наредили су да заузму своје положаје до следеће летње офанзиве. Зима 1941. стигла је рано и била је најгора деценијама, а немачке трупе без зимских капута десетковале су главне совјетске контраофензиве које су почеле у децембру.
У мају 1942. године, Немци, који су држали линију по велику цену, покренули су летњу офанзиву. Они су заузели Кавказ и гурнули се у град Сталинград, где је започела једна од највећих битака Другог светског рата. У новембру 1942, из рушевина Стаљинграда покренута је масовна совјетска контра-офанзива, а крајем јануара 1943. немачки фелдмаршал Фриедрицх Паулус предао је своју опкољену војску. То је била прекретница рата, а Совјети су након тога поново заузели сву територију коју су Немци заузели у офанзиви из 1942. године.
У јулу 1943, Немци су покренули последњи велики напад, на Курск; након два месеца жестоке битке у којој је учествовало хиљаде тенкова, завршило је неуспехом. Одатле је Црвена армија упорно гурала Немце назад у низ совјетских офанзива. У јануару 1944. године, Лењинград је ослобођен, а у мају је започела дивовска офанзива чишћења СССР-а од његових освајача. У јануару 1945. године, Црвена армија је започела своју последњу офанзиву, улазећи у Чехословачку и Аустрију, а крајем априла у Берлин. Немачка престоница је заробљена 2. маја, а пет дана касније Немачка се предала у Другом светском рату.
Више од 18 милиона совјетских војника и цивила изгубило је живот у Великом Домовинском рату. Немачка је изгубила више од три милиона људи као последица катастрофалне инвазије на СССР.
