在二戰前夕蘇聯應該清楚的知道遲早會和德國開戰的，在蘇聯在和德國瓜分波蘭之後就積極的為以後的戰爭做充足的準備。
1939年8月23日跟蘇聯簽訂《蘇德互不侵犯條約》跟蘇聯共分波蘭的計劃。1939年9月1日德國進攻波蘭，9月17日蘇聯進攻波蘭，10月6日結束波蘭戰爭。由於芬蘭的地理位置原因（佔領芬蘭能讓蘇聯有更長的戰略縱深），蘇聯加緊了迫使芬蘭在國土上讓步的外交攻勢，最終外交失敗，蘇聯於1939年11月30日進攻芬蘭，之後蘇聯付出了慘重代價獲得了勝利並讓芬蘭割讓了十分之一土地給蘇聯（獲得了芬蘭的卡累利阿地區和圖爾庫軍港）。
1940年6月蘇聯吞併波羅的海三國（愛沙尼亞、拉脫維亞、立陶宛）並從羅馬尼亞收回被佔領的比薩拉比亞地區。
1941年6月22日德國分南中北三路對蘇聯（意大利、匈牙利、羅馬尼亞和斯洛伐克以及部分佔領區徵召部隊）發起了閃電戰。由於蘇聯判斷有誤沒有做好相應的準備跟之前的大清洗（許多的高級將領被處決）一時沒起到有效的抵抗，兩個多星期德軍突進蘇聯600公里。
1941年7月7日基輔戰役爆發，幾乎整個西南方面的蘇聯軍被德軍包圍。9月20日基輔城被德軍佔領，9月26日戰役結束。此戰役蘇聯6個集團軍被全殲(第5、6、12、21、26、37集團軍)，2個集團軍被重創（第38、40集團軍）共有63個師被消滅。基輔戰役德軍雖然全勝，但推遲了4個星期德軍對莫斯科進攻的時間。
1941年秋，英美開始援助蘇聯。
1941年9月8日長達兩年多的列寧格勒保衛戰爆發。由於地理位置德軍並沒有完全的對列寧格勒徹底的合圍，使得後勤補給，援兵不斷湧入列寧格勒。
1941年9月30日德軍向莫斯科進攻。10月14日，莫斯科的各個主要方向都在進行激戰。10月19日國防部發布全民皆兵。
1941年11月7日的8點10分蘇聯在莫斯科舉行了最著名的閱兵之一，受閱部隊在閱兵結束後直接開赴前線。
經過蘇聯紅軍頑強防禦和多次反突擊，德軍突向莫斯科的最後企圖破產了。蘇聯紅軍雖然經常處在危急狀態，但始終堅持了下來並消耗了德軍。德軍因戰線過長，補給不足，戰役中消耗過大，既沒有設防禦陣地和戰役預備隊，又無在冬季條件下作戰的準備。蘇軍由於西伯利亞軍隊早已習慣了寒帶生活，有著足夠的冬季作戰裝備（原駐守西伯利亞防守東北日本關東軍的軍隊，由於跟日本簽訂了中立條約和蘇聯得到的確切消息日本不會跟蘇聯開戰而將西伯利亞軍隊調回前來支援莫斯科戰役）。1941年11月29日，德軍已成強弩之末，在各個方向上的進攻都已被遏制。
1941年11月9日斯大林下達反突擊命令。1941年12月6日，西方面軍在南北兩個方向上對德軍發動反擊，德軍部隊在氣候和蘇軍的雙重夾擊下，被從莫斯科附近擊退。至此希特勒下達由進攻轉為防守的指令。
12月9日起蘇聯接連收復了羅加切沃、伊斯特拉、索爾涅奇諾戈爾斯克、克林、加里寧、沃洛科拉姆斯克。
1942年4月，德軍被蘇聯紅軍付出慘重代價後趕到了距離莫斯科100乃至350公里以外的地帶取得了莫斯科保衛戰的最後勝利。
1942年5月12日至5月29日蘇軍發動哈爾科夫反擊戰役，此戰役以蘇聯慘敗收場使蘇德戰場上德軍的不利形勢變成了僵持局面。之後斯大林格勒會戰爆發，7月25日德軍又發動高加索戰役。1943年2月2日斯大林格勒會戰結束，10月9日高加索戰役結束，這兩場戰役均以德軍失敗。
1943年7月5日庫爾斯克會戰爆發，8月27日結束。此戰役德軍被蘇軍阻滯後被擊潰，自此德軍完全喪失主動權。
之後蘇聯紅軍相繼發動了10次大型反擊戰役（十次斯大林突擊）直至完全把德軍趕出蘇聯。
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