К выполнению этой задачи немедленно приступила небольшая группа военных специалистов. В последующем обсуждение данного вопроса в ставке Гитлера велось постоянно, и он приобретал все более четкие очертания. Ставка делалась на успех молниеносной войны.
Разработка замысла операции была завершена тем, что вечером 18 декабря 1940 года А. Гитлер подписал директиву верховного командования вермахта № 21, более известную как план «Барбаросса». Она являлась настолько секретной, что была изготовлена всего в девяти экземплярах, из которых три были вручены главнокомандующим сухопутных войск, военно-воздушных сил и военно-морского флота, а шесть заперты в сейфе главного штаба верховного командования. В основу замысла были заложены все самые передовые на то время принципы ведения войны, проверенные германским командованием на опыте ведения военных действий на Западе.
Для А. Гитлера было очень важно знать, что советское правительство ничего не подозревает об агрессивных планах Германии. Поэтому на следующий день, 19 декабря, в 12 часов дня А. Гитлер устроил официальный прием советскому послу в Германии В. Г. Деканозову по случаю вступления его в эту должность, хотя посол уже около месяца находился в Берлине и ожидал приема для вручения верительных грамот. Прием продолжался 35 минут. Гитлер был любезен с советским послом, не скупился на комплименты. Он даже извинился, что по условиям военного времени не смог принять В. Г. Деканозова раньше. Гитлер, искусно разыгрывая сцену взаимного доверия и понимания между Германией и СССР, заверил посла, что его страна не имеет никаких претензий к Советскому Союзу. В то время, когда В. Г. Деканозов мирно беседовал с Гитлером, тут же, в имперской канцелярии, а также в министерстве И. Риббентропа и в штабе В. Кейтеля уже началась напряженная тайная работа по подготовке планов войны против СССР.
Параллельно с разработкой стратегического замысла операции постоянно усиливалась разведка Советского Союза и его Вооруженных Сил. В самом начале января 1941 года начальник Отдела иностранных армий Востока генерального штаба сухопутных войск вермахта подполковник Э. Кинцель представил своему начальству доклад о политико-моральной устойчивости Советского Союза и боевой мощи Красной Армии. В нем он указывает, что после окончания войны с Финляндией была начата качественная перестройка РККА. По его мнению, «все эти меры должны обеспечить постепенное совершенствование Красной Армии во всех областях службы». При этом автор делает вывод о том, что работы по реформированию Красной Армии идут достаточно медленно и что «в России плоды новых методов станут ощутимыми лишь через несколько лет, если не десятилетий. В ближайшее время повсеместно возникнут серьезные различия в качестве войск. Части, находящиеся под наблюдением энергичных военачальников высокого ранга, уже вскоре достигнут сдвигов в знаниях и боеспособности. Но крупные провинциальные контингенты армии будут совершенствоваться лишь медленными темпами. Не изменится русский природный характер, тяжеловесность, схематизм, страх перед принятием самостоятельных решений, перед ответственностью.
Командиры всех степеней в ближайшее время не будут еще в состоянии оперативно командовать крупными современными соединениями и их элементами. И ныне, и в ближайшем будущем в крупных наступательных операциях они едва ли смогут использовать благоприятную обстановку для стремительных ударов, проявлять инициативу в рамках общей поставленной командованием задачи».
А. Гитлер решил максимально использовать фактор времени и совершить агрессию против СССР раньше, чем будут закончены все мероприятия по реорганизации Красной Армии. 31 января 1941 года им была подписана директива по стратегическому развертыванию войск по плану «Барбаросса». В ней формулировались цели этой акции, освещалось положение советских войск в европейской части СССР, раскрывался замысел предстоящей операции, ставились задачи группам армий, авиации и военно-морскому флоту. На выполнение мероприятий стратегического развертывания отводилось четыре месяца. Директива была разослана всем командующим группами армий, танковыми группами и командующим армиями.
Важнейшей особенностью стратегического развертывания было то, что мобилизация в прямом ее понимании не проводилась. Наращивание группировки осуществлялось последовательно в ходе военных действий Второй мировой войны и под ее прикрытием. Так, если в мае 1940 года численность вооруженных сил Германии составляла 5,45 миллиона человек, то к июню 1941 года она возросла до 7,25 миллиона человек. Количество дивизий возросло с 156 до 210, на восток выдвигались дивизии, получившие боевой опыт на западе, а на запад направлялись преимущественно вновь сформированные дивизии, предназначенные для несения оккупационной службы и боевого слаживания.