1941年6月22日清晨，550万德军以排山蹈海之势向苏联发动猛烈进攻。开战第一天，苏军就损失了30万人，1800多架飞机，绝大多数的飞机是在地面被炸毁的。到7月中旬，德军已经消灭了苏军120个师。至9月末，苏军已损失了700万人，有18000辆坦克被德军击毁，损失飞机2万余架，向后撤退了1200公里。德军在南路夺取了基铺，北路包围了列宁格勒，中路逼近莫斯科，取得了惊人的胜利。
该在哪里动一次大手术呢？希特勒将目光停在了莫斯科上。在他看来，占领苏联的首都，将会彻底瓦解斯大林的斗志。9月下旬，希特勒便开始调兵遣将，先后从南线和北线调集大量精锐部队前往莫斯科，进攻莫斯科的德军总力达到75个师约180万人，包括1700辆坦克、1400门火炮和1000架飞机。希特勒的战略计划是：以坦克师和摩托化师为先导，由航空兵掩护，从莫斯科正西、西北和西南3个方向包围莫斯科，先在决战中消灭苏军主力，再进攻城中心。
斯大林深知莫斯科对苏联的重要意义，在经历了前3个月的惨败后。斯大林决心在莫斯科与德军决一死战。苏军集中了3个方面军共125万人，此外还有1000辆坦克，7600门大炮和700架飞机。为了加强莫斯科前线苏军的指挥能力，斯大林亲自与正在列宁格勒指挥对德作战的常胜将军朱可夫通电话，要他立即飞到莫斯科，并对他说：苏联的希望就寄托在你的身上了。
1941年9月30日，德军的千余门大炮向莫斯科发出怒吼，拉开了这场惨烈战役的序幕。苏军顽强抵抗。狂热的德军不顾伤亡惨重，频频发动大规模进攻。在此战中，德军的空中优势十分明显。苏联空军显然还没有从战争初期的惨败中缓过神来。仅仅几天，苏联空军就损失了300架飞机。德军只损失了50多架。
德军的进攻配合十分默契。先是动用空军轰炸苏军的阵地防护措施和后勤补给运输，切断苏军前线与其后方的联系，再以大炮轰炸苏军前沿阵地，压制苏军火力。然后以坦克为前导，协同摩托化步兵前进。一个星期内，德军就突破了200余公里，其先头部队已经能够看见莫斯科的红场了。希特勒下令要务必在10天以内占领莫斯科，他还对外宣称要在11月7日苏联的十月革命这一天前往莫斯科红场检阅德军部队。
在严重的损失面前，斯大林没有动摇坚守莫斯科的决心。援援不断的军队正在从苏联远东地区赶来。11月初，两个精锐的集团军赶到莫斯科，顶住了德军的猛攻。11月7日，红场上真的举行了盛大的阅兵式，但阅兵的人不是希特勒，而是斯大林，他要向世界宣布，苏联不会灭亡。
在前线，苏军死守每一个据点，与德军反复拼杀。在后方，无数的妇女和孩子们不分昼夜地修建防御工事。兵工厂的工人们日夜加班加点，为前线生产枪支弹药。整个莫斯科上下团结一致，形成了一座与德军死拼的碉堡。
130年前，拿破仑的大军就是因为风雪惨败在莫斯科城内。130年后，灾难再一次地降临在了希特勒的身上。德军虽然取得了巨大的进展。但此时莫斯科已进入了严寒的冬天，气温下降到了零下30多度。德军坦克的燃油被冻结，飞机的油箱还被冻裂，枪支也被冻住无法使用，大量的官兵被冻伤，有的甚至冻死。而苏军则早准备了各种御寒的衣服和物品。12月，苏军集中3个方面军的兵力发动大规模反攻，迅速粉碎了德军的反抗，迫使德军全面后撤。到1942年1月初，苏军已把德军赶出了300多公里之外，取得了莫斯科保卫战的胜利。
在此战中，德军损失了50万人，1300辆坦克、2500门大炮、15000余辆汽车和约400架飞机，其中绝大部分是在后期因严寒而损坏的。苏军则损失高达90万人，坦克1500辆、大炮5000门和1000架飞机。
综合说来，德军兵败莫斯科有着多方面的原因。希特勒原本可以在开战初期就直取莫斯科，这样可以在寒冬来临前就拿下莫斯科，但他却先重点进攻苏联南部，希望夺取那里的石油等战略物质，在南线受挫后，他才发动莫斯科战役。此时苏军已做好了迎敌准备。而德军的进攻也恰好赶上了莫斯科的冰雪天气，最终导致失败。130年前，拿破仑虽然也失败了，但他曾攻进了莫斯科，而希特勒军队拼尽了全力，却一步也踏不进莫斯科，这不能不说是他的遗憾。 
　　 苏军步兵在坦克的掩护下发动发击。