在危急时刻，苏联共产党和政府采取了一系列紧急措施，动员全国一切资源抵抗侵略，使国家的生活和活动从根本上转入了战时轨道。在战争的最初日子里，联共(布)中央就制定并颁布了保卫伟大的十月社会主义革命成果和苏维埃国家的自由和独立的纲领。在向前线附近各州的党和苏维埃组织发出的苏联人民委员会和联共(布)中央1941年6月29,日指示，阐明了这一反击破敌纲领。其主要论点，后来在斯大林广播演说(7月3日)中得到了阐述和发挥，以后又在党和政府一系列决定中得到了具体说明，成为党、政府、工会、共青团等组织开展组织和思想工作的依据。苏军面临的任务是疲惫消耗德军，将其击溃并赶出苏联国土。国家一切权力都集中在1941年6月30日成立的以联共(布)中央总书记，苏联人民委员会主席斯大林为首的国防委员会手中。

苏联政府采取首要的军事政治措施后，便将主要注意力集中在加强武装力量和提高其战斗力上面。为此，要求迅速动员预备役人员和保障作战军队一切必需品。根据苏联最高苏维埃主席团的命令，至1941年7月1日前共动员530万人。成立了民兵组织。在苏联后方广泛展开了新兵团的组建工作。从1941年6月22日到12月1日，共向作战军队派去291个师另94个旅。自1941年10月起，对居民实行普遍义务军训。为对武装力量实行战略领导，6月23日成立了铁木辛哥主持的统帅部大本营，7月10日改组为斯大林主持的总统帅部大本营。7月19日，斯大林被任命为国防人民委员，8月8日又被任命为苏军最高统帅。大本营从这时起定名为最高统帅部大本营。7月10日，为使战略领导靠近军队，成立了3个战略方向总指挥部，即西北方向、西方向和西南方向总指挥部，分别由苏联元帅伏罗希洛夫、铁木辛哥(1942年2月1日起为朱可夫大将)和布琼尼(1941年9月13日起为铁木辛哥)任总司令。不久，各战略方向总指挥部都设立了军事委员会。日丹诺夫、布尔加宁和赫鲁晓夫分别担任西北方向、西方向和西南方向总指挥部的军事委员会委员。

为了改善对作战军队的物质保障，根据国防委员会1941年7月28日决定，成立了总后勤部，设苏军后勤部长一职，由赫鲁廖夫中将任部长。方面军和集团军相应地成立了后勤部。中央直属机关还有其他一些变动，增设了空军司令、装甲坦克兵司令、炮兵司令、近卫迫击炮部队(即火箭炮部队)司令、防空军司令和工程兵主任。

此外，苏军特别重视巩固军队士气和加强党在武装力量中的影响。战争开始时，党中央指派500名加盟共和国的党中央书记、边疆区党委书记和州、市、区党委书记，270名联共(布)中央机关负责工作人员，1265名州、区级工作人员到苏军担任领导工作，主要任方面军、集团军和兵团的军事委员会委员和政治机关首长。为加强党在苏军中的影响，巩固军人政治思想状态并提高其战斗力，联共(布)中央于1941年6月底作出决定，动员党、团员作为政治战士奔赴前线。这就增加了分队和部队中的党员成份，加强了党、团基层组织。为了使政治工作人员不仅在政治工作上，而且在军事工作上也能协助指挥人员，以及为了提高政治工作人员的责任感，党中央政治局和苏联最高苏维埃主席团于1941年7月16日通过了《关于在工农红军中改组改治宣传机关和建立政治委员制的决定》。7月20日，这一决定也扩大到海军。

共产党成了苏联人在德军占领者后方开展斗争的组织者。7月18日，联共(布)中央通过了《关于组织德军后方斗争的决议》。党关于把游击战争变为真正群众运动的纲领，在这项决议中得到了发挥和具体说明。

一整套重要军事经济措施和使国民经济转入战时轨道的纲领，顺利地付诸实施。由于苏联西部和南部的重要经济区受到威胁，要求立即把工业企业迁移到乌拉尔，西伯利亚、伏尔加河流域和中亚地区。1941年6月24日，成立了疏散委员会，主席是什维尔尼克。1941年下半年，共向苏联东部地区迁移了1523个工业企业基地。疏散的物资约需车皮150万节。农业方面，预定在俄罗斯联邦东部—地区、哈萨克斯坦、中亚地区扩大谷物和技术作物播种面积。

苏联共产党和政府十分重视对外政策。为了打破德国当局在国际上孤立苏联的计划，组成击败德军的国际统一战线。1941年7—月，苏联政府与英、捷、波三国政府先后签订了共同对德作战协定。1941年9月29日—10月1日，苏、英、美三国代表就苏联租借武器问题举行的莫斯科会议，对发展三大国的同盟关系起了相当大的作用。此后开始结成了反希特勒同盟。

边境交战结束后，1941年7-8月，苏军在列佩利、博布鲁伊斯克、索利齐，科罗斯坚等市附近及其他方向对德军实施了反突击。8月，苏联空军对德国首都柏林进行了最初空袭。但是，由于兵力仍然悬殊，均告失败。在卢加附近、伊尔门湖以南、旧鲁萨附近和克拉斯诺戈瓦尔杰伊斯克地域的激烈战斗之后，德军突至列宁格勒近接近地，但在这里遇到了苏军西北方面军、列宁格勒方面军以及决心捍卫无产阶级革命摇篮--列宁城全市劳动者的顽强防御。陆军和波罗的海舰队在塔林、蒙海峡群岛、汉科半岛的顽强防御，牵制了德军重兵，对保卫列宁格勒具有重大意义。9月8日，德军突至拉多加湖，夺取了施吕瑟尔堡(彼得要塞)，并切断了列宁格勒同外界联系的陆上交通线。德军想以强击占领该市，但被阻止住。于是在最艰苦的被封锁条件下开始了史诗般的列宁格勒英勇防御。在北方，德军夺取摩尔曼斯克和北方舰队主要基地波利亚尔内计划被打破。

西方向(莫斯科方向)战事具有特别重要的意义。为阻止德军长驱直入，从7月10日起，这里展开了几乎持续两月之久的激烈的斯摩棱斯克战役。西方面军在维捷布斯克和大卢基附近(第22集团军)，罗加乔夫和日洛宾附近(第21集团军)，奥尔沙和克拉斯内附近(第20集团军)，斯摩棱斯克附近(第16集团军)及其他地域实施反突击，但随即被德军粉碎，苏军损失惨重，30多万人被俘。但苏军的顽强抵抗，也迫使德军暂时停止了进攻。德军未能达到预定目的和从行进间直抵苏联首都。此外，在斯摩棱斯克战役诞生了苏联近卫军，授予那些立下卓著战功的部队。在奥尔沙附近，第一次使用了苏制新式武器火箭炮(“卡秋莎”)。

双方在西南方向的作战也很激烈。7月月中前，德军付出重大损失后，突至基辅接近地。苏军保卫乌克兰首都达71天。在基辅以南，德军于8月初在乌曼地域合围了西南方面军第6、第12集团军。在复杂的条件下，苏军被迫一面进行艰苦战斗，一面向第聂伯河退却，另一部兵力退向敖德萨，负责防守敖德萨的是独立滨海集团军。德军攻占了第聂伯罗彼得罗夫斯克，进逼扎波罗热。9月月中，德军以坦克第2集群由科诺托普向南，以坦克第1集群由克列缅丘格向北，沿洛赫维察总方向实施突击，在基辅以东合围了西南方面军重兵。基辅于9月19日弃守。9月26日，西南方面军基本被歼。此战，苏军损失约70万人，有665000人被俘，德军亦损失10万人。1941年10—11月，苏军被迫放弃了顿巴斯西部地区。德军突入克里木(参见克里木战役)。苏军在塞瓦斯托波尔进行了英勇的保卫战(参见塞瓦斯托波尔战役)，牵制了德军第11集团军(司令为曼斯坦因上将)，阻德军用以横渡刻赤海峡向高加索突击，或支援向罗斯托夫进攻的坦克第1集团军。1941年11月，德军攻占了罗斯托夫。