個夜晚遭受轟炸，其他受襲擊的城市還包括工業城市考文垂和伯明翰，以及一些港口和海軍基地等。

當時在歐洲大陸沒有大的地面衝突，因此空戰成了主要的戰事。不列顛戰役的最終結果是，希特勒在9月17日下令“無限期推延”海獅計劃，德國登陸英國的企圖宣告失敗。另一個令希特勒取消海獅計劃的主要原因，他已將戰略目標由西歐轉向了蘇聯。

在1941年6月22日，德國集結前所未有的巨大兵力，包括其僕從國在內的190個師，3712輛坦克，7184門火炮，60萬輛運輸車和4950架飛機，共計五百五十萬人，發動對蘇聯的突然襲擊，該軍事行動代號為“巴巴羅莎”，蘇德戰爭開始了。蘇聯將這場戰爭稱為“偉大的衛國戰爭”，也叫蘇聯衛國戰爭。

而除了德國以外，義大利、匈牙利和羅馬尼亞的部隊在希特勒的要求下也對蘇聯發動襲擊。另一個參與進攻蘇聯的國家是芬蘭，由於蘇聯在建立“東方戰線”的時候侵略芬蘭，並割佔了芬蘭的部分土地，所以芬蘭在1941年6月25日宣佈將攻擊蘇聯，以取回其在兩年前的冬季戰爭中所喪失的土地。芬蘭在戰爭初期奪回被蘇聯割佔的土地後就停止了進攻。另外芬軍亦參與了對列寧格勒的包圍。

這場被稱為“繼續戰爭”的衝突持續到1944年。

在戰事的最初幾個星期對蘇聯紅軍而言無疑是一場災難。由於斯大林對德國發動戰爭的時間和進攻方向估計的嚴重錯誤，加上許多紅軍將領在斯大林發動的肅反行動中喪生或者被流放而嚴重削弱了蘇軍的作戰和指揮能力，蘇聯對德意志帝國發動的閃電戰猝不及防，導致戰爭初期蘇軍損失慘重，戰爭前蘇聯著手建立的“東方戰線”被德軍坦克一碾而過，進而喪失了大片國土，白俄羅斯首府明斯克和烏克蘭首府基輔等大城市相繼被德國佔領，蘇聯第二大城市列寧格勒也被包圍，德軍兵臨莫斯科城下。值得一提的是1941年的基輔保衛戰，蘇軍西南方面軍在基輔被大規模圍殲，蘇軍僅被俘人數就達60萬人之多，這一戰役也是人類歷史上最大規模的包圍殲滅戰，此戰導致蘇聯西南防線的潰退。

雖然一開始德國人打得極其順利，但巴巴羅沙計劃本身就存在著重大的漏洞，其中最嚴重的缺陷是其後勤補給。蘇聯廣袤的土地意味著如果德軍行動過快，後勤補給將無法及時跟上。所以儘管1941年11月初，克里拇林宮已遙遙在望，蘇聯政府和外國使館已遷往莫斯科以東800公里的古比雪夫，但11月7日斯大林依然如往年一樣在紅場進行十月革命節閱兵，受閱部隊剛剛接受完檢閱即被投入戰場，到1941年12月5日德國人的攻勢被遏止時，他們的後勤補給線已經達到極限，再加上戰線後方蘇聯游擊隊的不斷破壞，前線部隊的進攻已經難以維繼，德軍不可戰勝的神話就此粉碎。

巴巴羅薩計劃最初制訂時認為蘇聯紅軍會在冬天來臨之前就崩潰，但真實情況是蘇聯部隊始終能夠組織有效抵抗。這一錯誤的估計嚴重影響了德國人的計劃。另外，蘇聯人在撤退時採取了焦土政策，他們堅壁清野，令德國人的後勤問題更為突出。當冬天來臨時，大量德國士兵因蘇聯嚴寒的冬天和蘇聯的反攻而死亡。

雖然德軍最後不得不因供應短缺與寒冷的冬天而停止進攻計劃，但他們還是佔領了大片蘇聯西部領土，而蘇聯直到1944年末才完全收復失地。當德軍佔領了大部分蘇聯東歐部分的土地後，這場戰爭中最大的悲劇開始了：圍攻列寧格勒。當德意志帝國與芬蘭的部隊分別從南方和北方抵達列寧格勒外圍後，希特勒下令必須“將列寧格勒從地球上清除”，命令消滅城內的所有人口。德軍開始包圍列寧格勒以切斷來自外部的援救物資，同時用炮擊和空軍轟炸。包圍持續了900天，在飢餓、嚴寒和恐懼的氛圍中，大約100萬平民死亡——其中80萬死於飢餓；但列寧格勒始終沒有向納粹屈服。

在忍受了1941年末1942年初寒冷的冬天後，德軍開始準備進一步的進攻行動。進攻高加索地區、伏爾加河地區的斯大林格勒。德軍始終未能完全佔領這座城市，並在進攻過程中遭受了重大的損失。希特勒的猶豫不決、高階將領們對改變計劃的不滿以及過長的補給線，以及蘇軍的頑強抵抗，令斯大林格勒的巷戰成為德國士兵的惡夢。當蘇聯紅軍發動反攻時，20個師的德軍，還有2個羅馬尼亞師，被切斷了退路，德第六集團軍被完全圍困。

隨著食品、燃料和彈藥的消耗，德軍的陣地越來越小，直到最後一部分德軍在1943年初投降。為了確保前線軍官不