På den vestlige frontHitler befandt sig i krig med Storbritannien. Dette var ikke, hvad han ønskede: Hitlers mål var Østeuropa, at knuse kommunismestaten og give sit tyske imperium lebensraum, ikke Storbritannien, som han havde håbet med at forhandle om en fred. Men Slag om Storbritannien havde fejlet, invasionen så upraktisk ud, og Storbritannien forblev krigende. Hitler havde planlagt en drejning mod øst, selv da han planlagde invasionen af Frankrig, som han håbede ville give fuld fokus på Sovjetunionen, og foråret 1941 blev fokus. Selv på dette sene tidspunkt forsinkede Hitler imidlertid, da han var helt forvirret af Storbritannien, men det viste sig for naziregimet, at Rusland var interesseret i territorielt ekspansion også, og ønskede ikke kun Finland, men rumænsk territorium (truer den rumænske olie, som det tredje rige havde brug for), og Storbritannien var ikke i stand til at genåbne vestfronten på noget tidspunkt snart. Stjernerne så ud til at have indrettet sig efter Hitler for at iscenesætte en hurtig krig i øst, idet de troede, at USSR var en rådnet dør, der ville kollapse, da han blev sparket, og han kunne gribe de enorme ressourcer og flytte fokus tilbage til Storbritannien uden at stå overfor to fronter.
Den 5. december 1940 gik en ordre ud: USSR skulle angribes i maj 1941 med Operation Barbarossa. Planen var for en treformet invasion, der tog Leningrad i nord, Moskva i centrum og Kiev i syd, med de russiske hære, der stod i vejen hurtigt omgivet og tvunget til en overgivelse, og målet var at beslaglægge alt mellem Berlin og en linje fra Volga til Archangel. Der var indvendinger fra nogle befalende, men tysk succes i Frankrig havde overbevist mange om, at Blitzkrieg var ustoppelig, og optimistiske planlæggere mente, at dette kunne opnås mod en fattig russisk hær i tre måneder. Meget ligesom Napoleon to århundreder før, den tyske hær forberedte sig ikke på at skulle kæmpe om vinteren. Endvidere var den tyske økonomi og ressourcer ikke udelukkende dedikeret til krigen og til knusning af sovjeterne, da mange tropper måtte holdes tilbage for at holde andre områder.
For mange i Tyskland var den sovjetiske hær i en dårlig tilstand. Hitler havde lidt nyttig intelligens om sovjeterne, men han vidste, at Stalin havde renset officerkernen, at hæren var generet af Finland og mente, at mange af deres tanke var forældede. Han havde også et skøn over størrelsen på den russiske hær, men dette var håbløst forkert. Hvad han ignorerede var de massive ressourcer fra den fulde sovjetstat, som Stalin ville være i stand til at mobilisere. Stalin ignorerede ligeledes alle efterretningsrapporter, der fortalte ham, at tyskerne var ved at komme, eller i det mindste forkert fortolke snesevis og snesevis af tip. Faktisk Stalin ser ud til at have været så overrasket og glemsk over angrebet, at tyske kommandører, der talte efter krigen, beskyldte ham for at lade det trække tyskerne ind og bryde dem inde i Rusland.
Der opstod en forsinkelse i lanceringen af Barbarossa fra maj til 22. juni, hvilket ofte får skylden for at skulle hjælpe Mussolini, men den våde forår nødvendiggjorde det. På trods af opbygningen af millioner af mænd og deres udstyr, da de tre hærgrupper bøjede over grænsen, havde de fordelen ved overraskelse. I de første par uger hældte tyskerne frem, der dækkede fire hundrede miles, og de sovjetiske hære blev skåret til strimler og tvunget til at overgive en masse. Stalin selv var dybt chokeret og led en mental krise (eller udførte et stykke dristig list, ved vi ikke) skønt han var i stand til at genoptage kontrollen i begyndelsen af juli og begyndte processen med at mobilisere Sovjetunionen til bekæmpelse. Men Tyskland blev ved med at komme, og snart blev den vestlige del af Den Røde Hær sundt slået: tre millioner fanget eller dræbt, 15.000 tanke neutraliseret, og de sovjetiske befalingsfolk i front panik og svigtende. Det så ud til, at Sovjetunionen kollapsede som planlagt. Sovjeterne massakrerede fanger, da de trak sig tilbage snarere end at have tyskerne 'reddet' dem, mens særlige tropper blev demonteret og flyttet over tusind fabrikker østover for at genoptage våbenproduktionen.
Da Army Group Center havde mest succes og nærmede sig Moskva, Sovjetunionens hovedstad, tog Hitler en beslutning der er blevet mærket dødelig: han tildelte centrets ressourcer til at hjælpe de andre grupper, især det sydlige, der havde været langsommere. Hitler ønskede at få det maksimale territorium og ressourcer, og dette betød at knuse Moskva og muligvis acceptere overgivelse, når han holdt nøgleregioner. Det betød også at sikre flanke, give fodsoldater mulighed for at indhente, forsyninger, der skulle købes, og erobringer erobrede. Men alt dette krævede tid. Hitler kan også have været bekymret for Napoleons single-minded forfølgelse af Moskva.
Pausen blev voldsomt modsat af centrets befalere, der ønskede at holde deres drev i gang, men deres tanke var ved at blive udslidt, og pausen lod infanteriet ankomme og begyndte at konsolidere. Omledningen muliggjorde omringning af Kiev og fangst af et stort antal sovjeter. Ikke desto mindre afslører behovet for omfordeling, at planen ikke gik problemfrit på trods af succeserne. Tyskerne havde flere millioner mænd, men disse kunne ikke beskæftige sig med millioner af fanger, indeholde hundreder af kvadratkilometer territorium og danner en kampstyrke, mens tyske ressourcer ikke kunne opretholde tanksene havde brug for. I det nordlige ved Leningrad beleirede tyskerne en by med en halv million tropper og to og en halv million civile, men besluttede at lade dem sulte ihjel i stedet for at kæmpe gennem byen. Derudover døde to millioner sovjetiske soldater, der var blevet afrundet og sat i lejre, mens de var specielle Nazistiske enheder fulgte hovedhæren for at henrette en liste over opfattede fjender, både politiske og race. Politi og hær kom sammen.
I september indså mange i den tyske hær, at de var involveret i en krig, der godt kunne have været uden for deres ressourcer, og de havde lidt tid til at sætte rødder i de erobrede lande, før de flyttede tilbage. Hitler beordrede Moskva taget i oktober i drift Typhoon, men der var sket noget afgørende i Rusland. Sovjetisk efterretning havde været i stand til at kortlægge Stalin om, at Japan, der truede den østlige halvdel af imperiet, havde ingen planer om at slutte sig til Hitler i udskæringen af det sovjetiske imperium og var fokuseret på OS. Mens Hitler havde ødelagt den vestlige sovjetiske hær, blev nu østlige styrker overført frit for at hjælpe vest, og Moskva blev stivnet. Da vejret vendte sig mod tyskerne - fra regn til frost til sne - hærdet de sovjetiske forsvar med nye tropper og befalere - som Zhukov - som kunne gøre jobbet. Hitlers styrker kom stadig tyve kilometer fra Moskva, og mange russere flygtede (Stalin forblev sat i en beslutning, som galvaniserede forsvarere), men Tysklands planlægning fandt dem op, og deres mangel på vinterudstyr, inklusive ingen frostvæske til tanke eller handsker til soldaterne, lamlede dem, og offensiven blev ikke bare stoppet af sovjeterne, men skubbet tilbage.
Hitler kaldte en vinterstop først den 8. december, da hans tropper var blevet stoppet. Hitler og hans højtstående befalere hævdede nu, hvor sidstnævnte ville foretage strategiske tilbagetrækninger for at skabe en mere forsvarlig front, og førstnævnte forbød enhver tilbagetog. Der var massedækkelser, og med fløjen fra den tyske militære kommando udnævnte Hitler en mand med langt mindre evne til at føre: sig selv. Barbarossa havde opnået store gevinster og taget et enormt område, men det havde undladt at besejre Sovjetunionen eller endda komme tæt på kravene i sin egen plan. Moskva er blevet kaldt vendepunktet for krigen, og bestemt vidste nogle højtstående nazister, at de allerede havde tabt, fordi de ikke kunne bekæmpe den udmattelseskrig, som østfronten var blevet. Del 3.