Непосредственную подготовку к нападению на СССР Германия начала в 1940 (план «Барбаросса»). Вместе с европейскими союзниками Германия сосредоточила для нападения на СССР 191,5 дивизий; силы противника насчитывали 5,5 млн. человек, около 4,3 тыс. танков и штурмовых орудий, 47,2 тыс. орудий и минометов, около 5 тыс. боевых самолетов, 192 корабля. Германия планировала против СССР «молниеносную войну» («блицкриг»). Усилия СССР в 30-е годы по созданию системы коллективной безопасности не увенчались успехом. Пакт о ненападении с Германией (август 1939) позволил оттянуть начало войны. Однако подписанные при этом, а также при заключении в сентябре 1939 договора о дружбе и границе с Германией секретные протоколы были несовместимы с нормами международного права, подрывали престиж страны. Обороноспособность страны была подорвана проводившейся тоталитарным режимом социально-экономической политикой, массовыми репрессиями, охватившими и военные кадры, а также крупными просчетами в военном строительстве, в определении вероятных сроков начала войны, главная вина в чем ложится на И. В. Сталина и его ближайшее окружение. К июню 1941 Красная Армия имела 187 дивизий; в ее составе было ок. 3 млн. человек, более 38 тыс. орудий и минометов, 13,1 тыс. танков, 8,7 тыс. боевых самолетов; в Северном, Балтийском и Черноморском флотах насчитывалось 182 корабля и 1,4 тыс. боевых самолетов. Советские войска не были полностью укомплектованы личным составом, танками, самолетами, зенитными средствами, автомобилями, инженерной техникой; войска и командный состав имели низкий уровень подготовки. 22 июня 1941 фашистская Германия вероломно напала на СССР. Создав на направлении ударов подавляющее превосходство, агрессор прорвал оборону советских войск, захватил стратегическую инициативу и господство в воздухе. Приграничные сражения и начальный период войны (до середины июля) в целом привели к поражению Красной Армии. Она потеряла убитыми и ранеными 850 тыс. человек, 9,5 тыс. орудий, св. 6 тыс. танков, ок. 3,5 тыс. самолетов; в плен попало ок. 1 млн. человек. Враг оккупировал значительную часть страны, продвинулся вглубь до 300-600 км, потеряв при этом 100 тыс. человек убитыми, почти 40% танков и 950 самолетов.23 июня была создана Ставка Главного Командования (с 8 августа — Ставка Верховного Главнокомандования). Вся полнота власти была сосредоточена в созданном 30 июня Государственном Комитете Обороны (ГКО). С 8 августа И. В. Сталин стал Верховным Главнокомандующим. Основными военными событиями летне-осенней кампании 1941 были Смоленское сражение, оборона Ленинграда и начало его блокады, военная катастрофа советских войск на Украине, оборона Одессы, начало обороны Севастополя, утрата Донбасса, оборонительный период Московской битвы. Красная Армия отступила на 850-1200 км, однако враг был остановлен на основных направлениях под Ленинградом, Москвой и Ростовом и перешел к обороне. Зимняя кампания 1941-42 началась контрнаступлением советских войск на западном стратегическом направлении. В ходе ее осуществлены контрнаступление под Москвой, Любанская, Ржевско-Вяземская, Барвенковско-Лозовская и десантная Керченско-Феодосийская операции. Советские войска сняли угрозу Москве и Сев. Кавказу, облегчили положение Ленинграда, полностью или частично освободили территорию 10 областей, а также св. 60 городов. Стратегия «блицкрига» рухнула. Было разгромлено ок. 50 вражеских дивизий. Выступление Молотова по радио 23 июня 1941 г. В летне-осенней кампании 1942 советские войска имели нереальную задачу: полностью разгромить противника и освободить всю территорию страны. Основные военные события развернулись на юго-западном направлении: поражение Крымского фронта, военная катастрофа советских войск в Харьковской операции, Воронежско-Ворошиловградская, Донбасская, Сталинградская оборонительные операции, сражение на Сев. Кавказе. На северо-западном направлении Красная Армия провела Демянскую и Ржевско-Сычевскую наступательные операции. Противник продвинулся на 500-650 км, вышел к Волге, захватил часть перевалов Главного Кавказского хребта. Была оккупирована территория, где до войны проживало 42% населения, производилось 1/3 валовой продукции, находилось более 45% посевных площадей. Экономика переводилась на военные рельсы. В восточные районы страны было перебазировано большое количество предприятий (только во 2-м полугодии 1941 — 2593, в т. ч. 1523 крупных), вывезено 2,3 млн. голов скота. В 1-м полугодии 1942 было выпущено 10 тыс. самолетов, 11 тыс. танков, ок. 54 тыс. орудий. Во 2-м полугодии их выпуск увеличился более чем в 1,5 раза. Советско-английское соглашение от 12 июля 1941, Московская конференция представителей СССР, США и Великобритании (29 сентября — 1 октября 1941), Декларация 26 государств от 1 января 1942 о военном союзе стран, сражавшихся против фашизма, советско-американское соглашение от 11 июня 1942 оформили ядро антигитлеровской коалиции. 

Текст приказа Сталина «Ни шагу назад!» 

В зимней кампании 1942-43 основными военными событиями были Сталинградская и Северо-Кавказская наступательные операции, прорыв блокады Ленинграда. Красная Армия продвинулась на запад на 600-700 км, освободив территорию св. 480 км2, разгромила 100 дивизий (40% сил врага на советско-германском фронте). Были созданы благоприятные условия для завершения наступления союзников в Северной Африке, Сицилии и Южной Италии. 

В летне-осенней кампании 1943 решающим событием была Курская битва. Важную роль сыграли партизаны (операция «Рельсовая война»). В ходе битвы за Днепр было освобождено 38 тыс. населенных пунктов, в т. ч. 160 городов; с захватом стратегических плацдармов на Днепре созданы условия для наступления в Белоруссии. В битве за Днепр партизаны провели операцию «Концерт» по разрушению коммуникаций врага. На др. направлениях осуществлены Смоленская и Брянская наступательные операции. Красная Армия прошла с боями до 500-1300 км, разгромила 218 дивизий. Важным этапом в развитии международных и межсоюзнических отношений стала Тегеранская конференция (28 ноября — 1 декабря 1943). 

В зимнюю кампанию 1943-44 Красная Армия провела наступление на Украине (10 одновременных и последовательных фронтовых операций, объединенных общим замыслом), завершила разгром группы армий «Юг», вышла на границу с Румынией и перенесла боевые действия на ее территорию. Почти одновременно развернулась Ленинградско-Новгородская наступательная операция; Ленинград был окончательно деблокирован. В результате Крымской операции освобожден Крым. Советские войска продвинулись на запад на 250-450 км, освободили ок. 300 тыс. км2 территории, вышли на государственную границу с Чехословакией. 

В июне 1944 союзники открыли 2-й фронт во Франции, что ухудшило военно-политическое положение Германии. В летне-осеннюю кампанию 1944 советские войска провели Белорусскую, Львовско-Сандомирскую, Восточно-Карпатскую, Ясско-Кишиневскую, Прибалтийскую, Дебреценскую, Восточно-Карпатскую, Белградскую, частично Будапештскую и Петсамо-Киркенесскую наступательные операции. Было завершено освобождение Белоруссии, Украины и Прибалтики (кроме некоторых районов Латвии), частично Чехословакии, принуждены к капитуляции и вступили в войну против Германии Румыния и Венгрия, освобождены от оккупантов Советское Заполярье и северные области Норвегии. 4-11 февраля 1945 в Ялте состоялась Крымская конференция руководителей СССР, Великобритании и США. 

Кампания 1945 в Европе включала Восточно-Прусскую, Висло-Одерскую, завершение Будапештской, Восточно-Померанскую, Нижнесилезскую, Верхнесилезскую, Западно-Карпатскую, Венскую и Берлинскую операции, которые завершились безоговорочной капитуляцией фашистской Германии. После Берлинской операции советские войска совместно со 2-й армией Войска Польского, 1-й и 4-й румынскими армиями и 1-м чехословацким корпусом провели Пражскую операцию. 24 июня в Москве состоялся Парад Победы. На происшедшей в июле — августе Берлинской конференции руководителей трех великих держав была достигнута договоренность по вопросам послевоенного устройства мира в Европе. 

9 августа 1945 СССР, выполняя союзнические обязательства, начал военные действия против Японии. В ходе Маньчжурской операции советские войска разгромили Квантунскую армию, освободили Южный Сахалин и Курильские острова. 2 сентября 1945 Япония подписала Акт о безоговорочной капитуляции. 

На советско-германском фронте были разгромлены и пленены 607 дивизий противника, уничтожено 75% его военной техники. По различным данным, потери вермахта составили от 6 млн. до 13,7 млн. человек. СССР потерял ок. 27 млн. человек, в т. ч. 11,3 млн. человек на фронте, 4-5 млн. партизан, много людей погибло на оккупированной территории и в тылу страны. В фашистском плену оказалось ок. 6 млн. человек. Материальный ущерб составил 679 млрд. руб. В тяжелой кровопролитной войне советский народ внес решающий вклад в освобождение народов Европы от фашистского ига. День Победы (9 мая) отмечается ежегодно как всенародный праздник и день памяти по погибшим.