北方集團軍群，由萊布元帥指揮，轄第16、第18集團軍和坦克第4集群，共29個師，在第1航空隊1070架飛機支援下，自東普魯士的哥尼斯堡（今加裏寧格勒）以東向陶格夫匹爾斯、普斯科夫方向實施進攻，以便在有利條件下向列寧格勒推進。
中央集團軍群，由博克元帥指揮，轄第4、第9集團和坦克第2和第3集群，共50個師又2個旅，在第二航空隊1600架飛機支援下，自波蘭華沙地區向布列斯特、明斯克方向突擊，割裂蘇軍防禦的戰略正麵，圍殲白俄羅斯境內的蘇軍，爾後向斯摩棱斯克方向進攻，直指莫斯科。
南方集團軍群，由龍德施泰特元帥指揮，轄第6、第11，第17集團軍，羅馬尼亞第3、第4集團軍，坦克集群和匈牙利一個快速軍，共57個師又13個旅。在第四航空隊和羅馬尼亞空軍共1300架飛機的支援下，自波蘭的赫爾姆、熱舒夫向科羅斯堅、基輔方向進攻，奪占基輔及其以南地域內的第聶伯河渡口，然後沿第聶伯河右岸向東南發起進攻，以便協同自羅馬尼亞境內進攻的軍隊，消滅右岸烏克蘭的蘇軍，強渡第聶伯河，向頓巴斯發動進攻。
德軍的“挪威”集團軍和芬蘭的東南集團軍、卡累利阿集團軍，共21個師又3個旅，在挪威和芬蘭境內展開，由德軍第5航空隊和芬蘭空軍900餘架飛機進行支援，奪取列寧格勒。
“巴巴羅薩”計劃原規定，各項準備工作“必須在1941年5月15日以前完成”，後來，由於巴爾幹戰爭不可能在5月中旬結束，希特勒不得不將原定入侵的日期推遲到6月22日。
希特勒為了欺騙斯大林，隱蔽進攻蘇聯的戰略意圖，對各項戰爭準備工作，特別是對軍隊的集中和展開，采取一係列的政治欺騙和戰略戰役偽裝措施。在外交上，德國通過各種形式表示要與蘇聯“友好”，主動與蘇聯政府簽訂《互不侵犯條約》，並一再聲稱要恪守這一條約。1940年2月和1941年1月又與蘇聯簽訂貿易協定，並以此作為蘇德兩國“和平友好的範例”而大肆進行宣傳，但暗中卻在加緊侵蘇戰爭的準備。在“巴巴羅薩”計劃簽署後，希特勒一反常態，批準出售給蘇聯新式飛機和一些先進的技術兵器。因為他很清楚，進攻蘇聯已為期不遠，對方的國防工業來不及利用他們的新技術，而做出這種親善友好的姿態，可徹底迷惑蘇聯，使自己的計劃成功。在軍事上，德軍統帥部故意製造準備執行“海獅”計劃的輿論。在英吉利海峽東岸的港口，張貼了“打到英國去，活捉丘吉爾！”的標語，並給部隊大量印發英國地圖，配備英語翻譯，在海峽沿岸集結大量渡海、登陸器材，配置假火箭，還進行了頻繁的登陸演習，以此來掩飾“巴巴羅薩”計劃。為了避免蘇聯對德軍東調產生疑慮，希特勒指令德國駐蘇的外交人員向蘇聯進行所謂“解釋”：如向波蘭調集軍隊時，德國使館通知蘇聯說，這是為了派新兵去接替即將退伍的老兵；當其部隊進駐羅馬尼亞時，他們又詭稱隻是派了一些“教官”去協助該國進行軍事訓練。德軍還利用實施“馬利他”戰役和“向日葵”戰役（在北非發動戰爭的掩護），將“A”集團軍群調到東線，並散布假情報，揚言要實施“黑葡萄”戰役（占領直布羅陀）、“阿提拉”戰役（占領法國南部）和“魚叉”戰役（從挪威入侵英國），企圖把人們的注意力吸引到上述地區，以保障德軍隱蔽地向東線調集。
蘇聯是當時世界上唯一的社會主義國家，處於帝國主義和資本主義國家的包圍之中。早在1934年1月，斯大林在聯共第十七次代表大會上就已說過，國際形勢要求黨“采取一切措施保衛我們的國家，以防備突然事變，隨時準備捍衛我們國家以抵禦侵犯”。1939年3月，在法西斯侵略業已開始的形勢下召開的聯共第十八次代表大會上，斯大林又明確指出德、意、日結盟的侵略性，以及西方帝國主義國家企圖“禍水東引”，慫恿德國發動侵蘇戰爭的危險性，並強調蘇聯必須從各方麵做好反侵略戰爭的準備。
1941年6月13日，蘇聯國防人民委員鐵木辛哥鑒於戰爭已迫在眉睫，曾要求下令邊境軍區部隊進入戰爭準備，並根據掩護計劃展開第一梯隊。但是，斯大林對戰爭的突發性、急迫性估計不足，唯恐敵人借故挑釁，沒有立即下達命令。直到6月21日深夜，當大量的情報和事實業已確證德軍將於翌日淩晨發動進攻時，斯大林才指示鐵木辛哥下令各邊境軍區所有部隊立即進入戰爭準備，隱蔽占領國境築壘地區。但是，這已為時太晚，蘇軍大部分部隊還未接到命令，德軍的炮火準備卻已經開始了。
1941年6月22日4時30分，法西斯德國未經宣戰就以突襲方式向蘇聯展開了全線進攻。5時30分，當大批德軍已進入蘇聯國境後，德國駐蘇大使舒倫堡才向蘇聯外交人民委員莫洛托夫遞交了一份照會，其中充滿了陳腐的謊言和捏造。照會說，德國信守德蘇協定，而蘇聯一再破壞它，對德國進行了“破壞、恐怖和間諜活動”。蘇聯其實是“反對德國在歐洲建立穩定的秩序的努力”。它同英國一起陰謀“進攻羅馬尼亞和保加利亞的德軍”。由於集中“現有的全部俄國部隊於從波羅的海到黑海的一條漫長的戰線上”，它“威脅了”德國的安全。因此，“元首命令德國的武裝部隊用他們所擁有的全部力量對付這個威脅”。接著，意大利、匈牙利、芬蘭追隨希特勒德國，也相繼發出照會，對蘇聯宣戰。就這樣，在北起波羅的海、南至黑海的2000多公裏的戰線上，法西斯匪徒向蘇聯發起大規模進攻。希特勒妄想用迅雷不及掩耳的“閃電戰”，在6個星期到2個月的時間內打垮蘇聯，在冬季到來之前結束戰爭。