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但苏联红军在同时对抗这些敌军的同时也持续行大规模的增援，西线的苏联红军队在1941年6月22日时约有290万人(其中陆军243万人)，尽半年的战事造成90万人死伤的惊人数字，至年底时已经跃升为超过4百万人了。

虽然攻势前半年展的相当顺利，但最后德国仍然没有夺最终的目标-莫斯科。1941年俄罗斯的晚加上6月的漫雨季，使得许多苏联西的路陷痪，或者无法让重型车辆通过。在整场战役中，希特勒将原本攻莫斯科的主力装甲队改调往南方参与攻占乌克兰的基辅战役，这次战役以德军的空前胜利告终，俘虏了超过650，000名的苏联红军，但这项举动也一步延缓了德军攻莫斯科的时间。

320万的德军地面队投了东线的攻势，伴随的还有36万罗尼亚军队、4万4000多人的匈牙利军队、47万芬兰军队，和60900意大利队，芬兰则从北边发动攻势。

北方集团军在攻克波罗的海国家后继续朝列宁格勒推，在8月攻至列宁格勒的南方市郊，但随之面临苏联的顽抵抗而不得不停止。由于担心直接攻城会造成大量伤亡，德军指挥官决定以围堵方式来摧毁抵抗力量。尽遭遇德军的渗透威胁、无的轰炸和炮击、以及严重的和燃料短缺，最后红军仍守住列宁格勒。

德国空军声称在侵略开始的第一天就摧毁了1,489架红军战机，而自则只损失了35架。事实上苏联空军在刚开始几天的损失比德军估计的还要惨重，总共有3,922架飞机在三天被摧毁。德军的攻击速度之快使得苏联红军的防御计划完全痪，而无线电和通讯备的严重缺乏也造成苏联红军队难以互相协调作战。

德军的后勤成了主要的问题之一，随着战事的展德军的补给线也不断拉，也更容易遭受苏联游击队的袭击。苏联采用焦土政策摧毁所有即将撤离的土地，使德国无法运用其、燃料、和建筑。尽遭遇这些挫折，德军仍然继续推，在半年的战事中德军展现了辉煌的战争艺术，多次以包围战术歼灭动辄数十万的大批苏联红军、或迫他们投降。

整场作战在11月开始的莫斯科战役中达到最，尽负责攻莫斯科的中央集团军饱受秋季泥泞所造成的补给短缺之苦，仍被令继续攻;德军的展在12月初达到极限，前锋队已经推至莫斯科市郊，甚至见到了克里姆林的螺旋状尖塔。

当德军开始攻莫斯科时，秋季大雨造成的泥沼、以及冬季的酷寒、再加上红军的顽抵抗，最终停顿了德军的攻势。苏联的反抗力量也乎德国的意料之外。在白俄罗斯布勒斯特的一座堡垒便说明了苏联红军的顽抵抗神:在德军第一天的攻势中，原本预期只要几个小时的突袭便能夺这座堡垒，但最后直到七月底才拿。