18 декабря 1940 г. генеральным штабом вооруженных сил Германии был разработан план нападения на СССР, который получил название “план Барбаросса”. В инструктивном дополнении к нему говорилось: “Война против России — один из важнейших этапов борьбы за существование немецкого народа. Это древняя битва германцев против славянства, защита европейской культуры от московитско-азиатского нашествия, оборона против европейского большевизма. Цель этой войны — разгром сегодняшней России, поэтому она должна вестись с небывалой жестокостью”.
Между тем после завершения немецким генштабом разработки плана “молниеносной войны” против СССР в лесных массивах восточной части Польши, которые получили кодовое название “район Винтер”, к февралю 1941 г. началась концентрация и подготовка “армии вторжения”. Она насчитывала 5,5 млн солдат и офицеров, имела на вооружении 4,3 тыс. танков, до 5 тыс. самолетов, 47,2 тыс. пушек и минометов. Армия вторжения была распределена на три группы армий — “Север”, “Центр” и “Юг”. Причем на направлениях главных ударов немецкие войска имели 6—8-кратное преимущество над советскими. Положение советских войск ухудшалось тем, что основное их количество размещалось вплотную к границе, а где находилось незавершенное строительство так называемой оборонной линии Молотова, которая интенсивно сооружалась на украинской территории вдоль границы. Система же оборонных сооружений на старой границе, “линия Сталина”, была разоружена и планомерно разрушалась.
22 июня 1941 г. фашистская Германия без объявления войны напала на СССР. Очень важное место в планах немецкого командования отводилось взятию в кратчайшие сроки Украины с ее огромными сырьевыми ресурсами и плодородными землями. За счет этого Гитлер старался усилить военную экономику, создать выгодный плацдарм для скорой победы над СССР и достижения мирового господства. По “плану Барбаросса” в Украину ворвались 57 дивизий и 13 корпусов группы армий “Юг”. Им противостояли 80 дивизий Киевского и Одесского военных округов, превращенных после начала войны в Юго-Западный и Южный фронты. Концентрация в республике этой наиболее многочисленной советской военной группировки объясняется утверждением Сталина о том, что именно юго-запад будет целью главного удара немецкой армии. Однако первый и тяжелейший удар немецкая армия нанесла на центральном направлении. Соотношение в боевой технике было также в пользу советских войск. Если у немцев и их союзников на юго-западном направлении насчитывалось 850 танков, 16000 пушек и 1300 самолетов, то у советской стороны — соответственно 5625,17 000 и 2700. Более 80% этой техники было устаревших конструкций. Правда, при умелой организации дела наладить стойкую оборону можно и при такой боевой технике. Но это преимущество советских войск растаяло уже в первый месяц войны. После трех недель войны из 170 дивизий действующей армии на советско-немецком фронте боеспособность сохранили только 70. Красная Армия потеряла за первые три недели войны 850 тыс. человек, 3,5 тыс. самолетов, 6 тыс. танков, 9,5 тыс. пушек. Немецкие потери в живой силе были почти в 10 раз меньшими. Отходя от первых горьких поражений, страна собирала силы для отпора, который был воспринят как всенародное дело. Война против немецкого фашизма получила определение как освободительная, священная, Великая Отечественная.
На территории Украины народ проявил массовый героизм. Большое значение имела героическая оборона Одессы, которая продолжалась 7 3 дня и дала возможность Южному фронту более организованно отойти за Днепр.
Более 2 месяцев (июль — сентябрь) продолжалась оборона Киева. Не обращая внимание на предупреждения, Сталин не согласился своевременно дать приказ на отход войск из Киева на левый берег Днепра. Вследствие этого во вражеском окружении оказались 450 тыс. красноармейцев. Большинство из них попало в плен. С огромными трудностями был восстановлен Юго-Западный фронт. Бои велись на Левобережье и в Крыму.
После разгрома немцев под Москвой советское командование спланировало ряд наступательных операций в Украине — в Крыму и под Харьковом. События засвидетельствовали нереальность этих планов. Провалилась операция в Крыму. Попытка освободить полуостров ударами со стороны Керчи потерпела неудачу. В мае 1942 г. немцы нанесли сильный контрудар. Понеся большие потери, советские войска эвакуировались через Керченский пролив на Таманский полуостров. События на Керченском полуострове определили судьбу Севастополя. В начале июля после 250-дневной героической обороны город захватили немецкие войска. Катастрофическим поражением завершилось и начатое 12 мая наступление на Харьковском направлении. Противник окружил три советские армии, в плен попали 240 тыс. красноармейцев.