Главный удар наносила группа армий «Центр» фельдмаршала фон Бока на московском направлении. Группа армий «Север», которой командовал фельдмаршал риттер фон Лееб, должна была захватить Прибалтику, а затем Ленинград. Целью группы армий «Юг» под командованием фельдмаршала фон Рундштедта был захват Киева, а затем занятие Донбасса и поход на Кавказ. В качестве союзников Германии должны были действовать Румыния, Финляндия, Венгрия и Словакия. Немцы рассчитывали также на участие итальянского экспедиционного корпуса. Конечной целью ставилось достижение линии Архангельск — Астрахань, с которой люфтваффе должны были разрушить Уральский промышленный район и парализовать военный потенциал СССР. Для удержания этой линии предполагалось оставить 60 дивизий, а остальные перебросить для действий на Ближнем Востоке и в бассейне Средиземного моря. После победы над СССР основные усилия германской военной промышленности планировалось переориентировать на нужды авиации и флота, с помощью которых Гитлер рассчитывал сокрушить Британскую империю.
Однако план «Барбаросса» был абсолютно нереалистичен и не соответствовал возможностям вермахта. В течение одной только летне-осенней кампании немецкие войска не могли продвинуться так далеко вглубь советской территории, хотя в первые недели войны темпы продвижения танковых и моторизованных дивизий были выше расчетных. Ведь запасов горючего имелось только на три месяца, а состояние российских дорог еще со времен Пушкина никого не располагало к оптимизму. В случае же, если бы Красная армия и после поражений в приграничных сражениях сохранила бы боеспособность, для удержания фронта от Архангельска до Астрахани не хватило бы не только 60, но и всех 150 дивизий, использованных Гитлером в 1941 году на советско-германском фронте. Люфтваффе не имели стратегических бомбардировщиков и поэтому даже с линии Волги никак не могли разрушить уральские заводы. Ведь и союзники с их «летающими крепостями» лишь в, последние месяцы войны смогли нанести существенный ущерб промышленности Германии.
Основная часть предназначенных для вторжения дивизий начала перебрасываться к советским границам только с февраля 1941 года, причем почти все танковые дивизии и вся авиация перебрасывались на Восток в последние две недели перед нападением на СССР. Сталин расценивал перемещение германских соединений на Восток как оборонительное мероприятие против возможных советских наступательных намерений. Он был уверен, что Гитлер не нападет на СССР до завершения войны с Англией, и сам готовился к нападению на Германию. В стратегическом плане развертывания Красной армии, принятом в марте 1941 года, срок начала наступления против Германии был назначен на 12 июня. Однако выдержать его не удалось из-за неприбытия войск и материальных запасов.
15 мая в Генштабе Красной армии был разработан план превентивного удара по Германии, который предполагалось нанести, судя по срокам проведения подготовительных мероприятий, в первой половине июля. Основным направлением наступления было выбрано юго-западное, где в районе Краков — Катовице 152 советские дивизии, по мысли разработчиков плана генералов Василевского и Ватутина, должны были нанести поражение 100 немецким дивизиям. На самом деле здесь вермахт располагал только 30 дивизиями, и советский удар пришелся бы в пустоту. Наступающая группировка Красной армии неминуемо попала бы под фланговый удар самой мощной группы армий «Центр» и была бы разгромлена.
К 1 июля 1941 года советские войска должны были закончить выдвижение к германской границе. 4 июня Политбюро приняло решение к 1 июля сформировать польскую дивизию Красной армии из числа «благонадежных» польских военнопленных и советских граждан с польскими фамилиями. Точно так же перед нападением на Финляндию в СССР был сформирован финский корпус Красной армии, а в германской армии накануне нападения на Советский Союз создавались украинские разведывательно-диверсионные батальоны «Нахтигаль» и «Роланд» и эстонский разведывательно-диверсионный батальон «Эрна».
Немцы ничего не знали об этих приготовлениях. От первоначального срока нападения 15 мая им пришлось отказаться из-за событий на Балканах. Здесь еще в октябре 1940 года Италия напала на Грецию. Но итальянцы не смогли преодолеть сопротивление греческой армии, лучше подготовленной к боевым действиям в горных условиях, и отступили в Албанию, где началась позиционная война. 1 марта 1941 года Болгария, а 25 марта Югославия присоединились к Тройственному пакту Германии, Италии и Японии. Болгарии за пропуск германских войск на свою территорию была обещана греческая часть Македонии и Фракии, а Югославии за благожелательный для Германии и Италии нейтралитет — Салоники. Однако 27 марта прогерманское правительство Югославии во главе с принцем-регентом Павлом было свергнуто в результате военного переворота. К власти пришло правительство генерала Симовича, ориентировавшееся на Англию. После этого 12-я немецкая армия генерала Листа, уже начавшая развертывание на болгарской территории против Греции, была переориентирована на действия против Югославии. Для этого потребовалась переброска дополнительных войск.