За все годы войны в армию и для работы в промышленности были мобилизованы, с учетом уже служивших к началу войны и ушедших воевать добровольцами, 34,5 млн человек, или 17,5% от довоенной численности населения страны. Более трети этого состава находились в армейском строю, из них 5—6,5 млн — в действующей армии. (Для сравнения: на службу в вермахт были привлечены 17893 тыс. человек, или 25,8% численности населения Германии в 1939 г.) Мобилизация позволила сформировать в 1941 г. 410 новых дивизий, а за всю войну — 648.
Советские войска, выдвинутые к западным границам страны, имели 167 дивизий и 9 бригад; в них насчитывалось 32,9 тыс. орудий и минометов, 14,2 тыс. танков, 9,2 тыс. боевых самолетов. Запущенные накануне войны в серийное производство новейшие танки Т-34 и КВ составляли лишь 10% всего танкового парка, 2,7 тыс. самолетов новейших конструкций не могли существенно изменить соотношение старой и новой техники в авиационных частях.
В целом силы и средства Германии и ее союзников в начале войны в 1,2 раза превосходили имевшиеся у СССР. По ряду позиций Вооруженные силы СССР количественно превосходили армии противника, однако уступали ему в стратегическом развертывании, качестве многих образцов вооружения, опыте и подготовке кадров. В отличие от германских 75% советских войск не обладали современным боевым опытом. Значительная часть командных кадров (55%) занимали свои должности менее шести месяцев. Это было связано с тем, что численность Красной армии увеличилась почти вдвое с 1939 г., а кадрам был нанесен урон сталинскими чистками.
Настроенные на блицкриг германские войска после недолгой артподготовки устремились в глубь СССР по трем основным направлениям. Группа армий «Север» (командующий генерал-фельдмаршал В. Аееб) имела задачу уничтожить советские войска в Прибалтике и захватить Ленинград. Группа «Центр» (генерал-фельдмаршал Ф. Бок) наступала по линии Минск—Смоленск—Москва. Группа «Юг» (генерал-фельдмаршал Г. Рундштедт) должна была разгромить силы Красной армии на Западной Украине, выйти к Днепру и наступать в направлении на Киев. Основную задачу войны должны были решить войска Ф. Бока, обладающие наибольшей мощью. Советские стратеги ошиблись в определении направления основного удара, и основные силы отпора врагу были сосредоточены на южном направлении.
К исходу первого дня войны германские войска продвинулись в глубь советской территории в Прибалтике на расстояние до 80 км, в Белоруссии — до 60, на Украине — до 20 км. В тот же день германская авиация уничтожила 1489 советских самолетов на земле и 322 в воздухе. Немецкие танковые колонны, не опасаясь атак с воздуха, быстро продвигались вперед. На основных направлениях германской армии удалось обеспечить трех-четырехкратное превосходство в силе над пытавшимися наступать советскими частями. В течение решающих первых дней войны московское руководство не обеспечило управление войсками. Верхом непонимания складывающейся ситуации была направленная войскам вечером 22 июня, в 21 ч 15 мин, директива, предписывавшая немедленно перейти в контрнаступление, в течение двух дней «окружить и уничтожить» главные силы группировки противника.
В ряде приграничных мест советские войска оказали ожесточенное сопротивление наступающим войскам противника и надолго задержали его продвижение в глубь страны. 3,5 тыс. защитников Брестской крепости (в их числе героически сражались представители более 29 народов СССР) во главе с капитаном И. Н. Зубачевым и полковым комиссаром Е. М. Фоминым целый месяц сковывали пехотную дивизию врага, поддерживаемую танками, артиллерией и авиацией. Контрудары 8-го, 9-го и 19-го механизированных корпусов (к началу войны создано 9 таких корпусов, 20 находились в стадии формирования) нанесли серьезный урон наступающим немецким танковым дивизиям в районе Дубно, Луцка и Ровно, отбросив их на 10—35 км, что не только задержало вражеское наступление на Киев до конца июня, но и позволило вывести из-под угрозы окружения главные силы Юго-Западного фронта в районе Львова.
Не имея должного представления об обстановке на фронтах, советское правительство занялось спешной перестройкой руководства Вооруженными силами. 22—24 июня на базе довоенных приграничных округов были образованы Северный, Северо-Западный, Западный и Юго-Западный фронты. Их командующими стали генераллейтенант М. М. Попов, генерал-полковник Ф. И. Кузнецов, генерал армии Д. Г. Павлов, генерал-полковник М. П. Кирпонос. 25 июня из9-йи18-й армий был сформирован Южный фронт (генерал армии И. В. Тюленев). На последующих этапах войны одновременно действовало до 10—15 фронтов. Каждый из них включал: 5—9 общевойсковых армий по 8—9 стрелковых дивизий; 1—3 танковые, 1—2 воздушные армии; несколько отдельных танковых, механизированных и кавалерийских корпусов; соединения и части артиллерии; специальные войска фронтового подчинения. Численность офицеров и солдат в составе фронта достигала 800 тыс. человек.