Гитлер поручил разработать два варианта плана молниеносного захвата СССР. Над одним из них — он проходил под кодовым названием «Этюд Лоссберга» — работали Йодль и его заместитель генерал Варлимонт. Второй вариант готовил генерал Маркс. Оба плана исходили из того, что германские войска, безостановочно продвигаясь от границы Союза, одним махом достигнут Пскова-Ленинграда (группа «Север»), Смоленска-Москвы (группа «Центр») и Киева (группа «Юг»).
Первым, кто выразил сомнение в целесообразности таких действий, был генерал Гудериан. В мемуарах он описал реакцию генералитета вермахта на эти прожекты: «Они (коллеги Гудериана. — Прим. авт.) находились под впечатлением замысла Верховного командования сухопутных сил и поэтому сразу же ответили мне, что, по словам начальника Генерального штаба сухопутных сил Гальдера, для разгрома России потребуется не более восьми-десяти недель». Между тем, главный танкист Третьего рейха не разделял общую эйфорию: «Распределение сил между тремя примерно равными группами армий, которые должны продвигаться по расходящимся направлениям вглубь России, не имея ясной оперативной цели, с точки зрения военного специалиста, не могло казаться правильным. Мои опасения я сообщил через своего начальника штаба Верховному командованию сухопутных сил, что не возымело никакого действия».
Потребовалось вмешательство самого главного наци. Адольф Гитлер указал своим генералам, что столь блистательный блицкриг невозможен. Фюрер предложил разделить операцию на два этапа: сначала уничтожить противника в Прибалтике, а затем, используя эту победу, подготовить фланговую атаку на Москву. Это был, пожалуй, единственный случай, когда Гитлер согласился с Гудерианом.
Подготовить окончательный вариант плана войны с Советским Союзом, учитывая замечания фюрера, должен был первый обер-квартирмейстер Генерального штаба Паулюс. В конце октября 1940 года он представил в Верховное командование сухопутных сил (ОКХ) докладную записку «Основы русской кампании». Как пишет исследователь Сергей Переслегин в статье «Вторая мировая война: мифы и реальности», сведения о противнике, его войсках и особенно о резервах, содержащиеся в этом плане, были совершенно недостаточными. Паулюс угадал только состав первого русского стратегического эшелона, оценив его в 125 пехотных дивизий и 50 подвижных бригад, что примерно соответствовало 170 счетным дивизиям, которые реально разворачивала на западной границе Красная Армия. При этом число предполагаемых танков и самолетов отличалось от подлинного количества в несколько раз, а о втором стратегическом эшелоне планирующие инстанции ОКХ вообще не имели представления.
Как и любой стратегический план, идеи военачальников были обкатаны на теоретических учениях. Три проведенные Паулюсом штабные игры убедительно продемонстрировали, что даже при самых благоприятных предположениях о противнике имеющихся в наличии германских сил все равно не хватало. После этого, вспоминает обер-квартирмейстер, «раздавалось много тревожных голосов как по поводу допустимости всей операции, так и по поводу трудностей, связанных с выполнением поставленной задачи». Однако Гитлер, присутствовавший на штабных играх, развеял все сомнения и заявил, что план его вполне устраивает. «Важнейшая цель, — сказал он, — не допустить, чтобы русские отходили, сохраняя целостность фронта. Наступление следует вести так далеко на восток, чтобы русская авиация не могла совершать налеты на территорию германского Рейха и чтобы, с другой стороны, немецкая авиация могла наносить удары с воздуха по русским военно-промышленным районам. Для этого необходимо добиться разгрома русских вооруженных сил и воспрепятствовать их воссозданию. Уже первые удары должны быть нанесены такими частями вермахта, чтобы можно было уничтожить крупные силы противника. Поэтому подвижные войска следует использовать на смежных флангах обеих северных групп армий, где будет наноситься главный удар. На севере необходимо добиться окружения вражеских сил, находящихся в Прибалтийских странах. Для этого группа армий, которая будет наступать на Москву, должна иметь достаточно войск, чтобы быть в состоянии повернуть значительную часть сил на север. Группа армий, наступающая южнее припятских болот, должна выступить позже и добиться окружения крупных вражеских сил в Украине путем совершения охватывающего маневра с севера. Предусмотренная для проведения всей операции численность войск в 130–140 дивизий достаточна». 18 декабря 1940 года Гитлер подписан полностью разработанный план, дав ему название «Барбаросса», или директива № 21.