กองกำลังฝ่ายอักษะเปิดการโจมตีสหภาพโซเวียตในวันที่ 22 มิถุนายน พ.ศ. 2484 เมื่อเวลา 4.45 น. มันยังเป็นเรื่องยากที่จะประมาณกองกำลังของแต่ละฝ่ายได้อย่างแม่นยำในช่วงต้น ๆ ของการรบ เนื่องจากปริมาณกองกำลังเยอรมันส่วนใหญ่ยังรวมถึงกองกำลังสำรองที่ถูกกำหนดให้บุกจากทางทิศตะวันออกเข้ามา แต่ยังไม่ได้เปิดการโจมตี เช่นเดียวกันกับปัญหาหลายอย่างที่เกี่ยวกับการเปรียบเทียบสถิติทหารของทั้งสองฝ่าย แต่ถ้าจะประมาณและคาดคะเนแล้ว จำนวนที่ดูสมเหตุสมผลน่าจะเป็นทหารเยอรมันประมาณ 2.6 ล้านนายที่เข้าทำการรบในวันที่ 22 มิถุนายน โดยมีทหารโซเวียตประจำการตามเขตแดนทหารอยู่ในปริมาณที่ใกล้เคียงกัน ส่วนการจะเอาปริมาณกองกำลังของพันธมิตรของเยอรมนี มารวมด้วยคงจะยังไม่เกิดขึ้นจนกระทั่งยุทธการได้เริ่มขึ้นได้สักพักแล้ว แต่การทำให้ฝ่ายตรงข้ามประหลาดใจของเยอรมนีนั้นประสบความสำเร็จอย่างสมบูรณ์ โดยกองบัญชาการสามัญของสหภาพโซเวียตหรือสตาฟก้า (Stavka: Shtab vierhovnogo komandovania) ที่ได้รับรายงานว่ากองกำลังทหารเยอรมันกำลังเข้าประชิดชายแดนเพื่อจัดวางกำลังพล ในเวลา 00.30 น. และได้สั่งการเตือนทหารตามชายแดนว่าสงครามกำลังจะเกิดขึ้นในไม่ช้า แต่กลับไม่มีทหารสักหน่วยที่เข้าสถานะเตรียมพร้อมในเวลานั้น

อาการตื่นตกใจของกองบัญชาการและทหารโซเวียตเมื่อถูกโจมตีมีสาเหตุมาจากช่วงเวลาที่การโจมตีเกิดขึ้นในกลางดึก อีกทั้งการที่ทหารฝ่ายอักษะจำนวนมากได้ทำการเข้าขนาบชายแดนโซเวียตและรุกล้ำเข้ามาพร้อม ๆ กัน และนอกจากกองกำลังภาคพื้นดินเยอรมันประมาณ 3.2 ล้านนาย (จำนวนทหารราบกับพลประจำยานเกราะรวมกัน) ที่ได้ทำการเข้าปะทะหรือได้ถูกจัดกำลังพลไว้สำหรับปฏิบัติการณ์ในยุโรปตะวันออกแล้ว ยังจะมีกองกำลังพันธมิตรของเยอรมนีที่ประกอบไปด้วยทหารโรมาเนีย, ฮังการี, สโลวาเกียและอิตาลีเป็นแสน ๆ คนที่กำลังเดินทัพมุ่งหน้าไปบรรจบกับกองทัพเยอรมนีอีกด้วย ในขณะที่กองทัพฟินแลนด์ได้ทำการสนับสนุนส่วนใหญ่ในตอนเหนือ โดยมีกองกำลังโซเวียตหันทัพมาทางฟินแลนด์อย่างซึ่ง ๆ หน้า (ไม่รวมถึงกองทัพโซเวียตที่อยู่ทางตอนกลางและกองกำลังสำรองของสตาฟก้า) และทำการเสริมกำลังถึงระดับที่ทหารโซเวียตที่เริ่มต้นจาก 2.6 ล้านนายในวันที่ 22 มิถุนายนเพิ่มขึ้นเป็น 4 ล้านคนในตอนท้ายปี แม้ว่าจะต้องหากำลังมาทดแทนกำลังที่สูญเสียไปถึง 4.5 ล้านนายในกองกำลังทุกภาค

ในช่วงแรกของการรบนั้น ความรวดเร็วในการโจมตีของเยอรมนีทำให้แผนป้องกันทั้งหมดของโซเวียตล้วนเปล่าประโยชน์ การขาดแคลนวิทยุสื่อสารรวมถึงการสื่อสารกันในรูปแบบอื่น ๆ ส่งผลให้คำสั่งจำนวนมากของกองบัญชาการโซเวียตมาถึงผู้รับสารไม่ทันท่วงที ในเวลาไม่กี่วันต่อมา กองกำลังประจำการของโซเวียตในลิทัวเนีย ที่อยู่ในบริเวณทะเลบอลติก ได้ทำการทรมานและสังหารหมู่นักโทษทางการเมือง เพื่อป้องกันการฉวยโอกาสในการก่อกบฏ