Лучшим танком второй мировой войны был признан советский Т-34. Когда большинство танков в мире оснащалось бензиновыми двигателями, М.И. Кошкин установил на свою машину мощный дизель, надежный и безопасный. Мощный мотор и широкие гусеницы обеспечили танку хорошую проходимость в условиях бездорожья. Оптимальная форма башни и корпуса повышали снарядостойкость. Немецкие пушки калибра 37 и 45 мм не пробивали броню тридцатьчетверок, а 76-миллиметровая пушка, установленная на Т-34, легко поражала немецкие танки T-III и T-IV даже на предельных дистанциях. Первые же бои продемонстрировали превосходство Т-34 над немецкими машинами.
Такая ситуация сохранялась до 1943 г ., когда в Германии были созданы новый средний танк T-V («Пантера»), в котором воплотились некоторые лучшие качества тридцатьчетверки, тяжелый танк T-VI («Тигр») и самоходная пушка «Фердинанд». На перевооружение танковых войск во время войны немцы были вынуждены пойти, чтобы ликвидировать качественное и количественное превосходство советских танков. На какое-то время им это удалось. «Тигры» и «Пантеры» имели лучшую броневую защиту и мощную пушку калибра 88 мм , позволявшую им поражать советские танки на дальней дистанции. Для борьбы с «Тиграми» и «Пантерами» советскими конструкторами были созданы самоходные артиллерийские установки: СУ-76, СУ-65, СУ-100, ИСУ-122 и ИСУ-152. Кроме того, прошла модернизация тридцатьчетверки: новый образец Т-34-85 был оснащен длинноствольной 85-миллиметровой пушкой, способной поражать новые немецкие танки. Был создан также более совершенный тяжелый танк ИС-2 (Иосиф Сталин), вооруженный мощной 122-миллиметровой пушкой. С 1944 г . Красная Армия, получив эти танки, вернула свое превосходство над противником как по количеству, так и по качеству бронетанковой техники.
В 1941 г . в СССР завершилась многолетняя работа по созданию реактивных минометов. 15 июля батарея реактивных установок из 7 машин под командованием капитана Флерова нанесла сокрушительный удар по скоплению вражеских войск на железнодорожной станции Орша. Результаты превзошли все ожидания. Один залп батареи надолго вывел станцию из строя. Простота конструкции нового оружия позволила быстро наладить его массовое производство на многих предприятиях, ранее выпускавших мирную продукцию. В короткий срок Красная Армия получила сотни, а затем и тысячи мощных реактивных минометных установок. В течение всей войны совершенствовалась их конструкция, расширялась сфера применения. Подразделения реактивной артиллерии получили наименование «гвардейских минометных частей» (ГМЧ), были выведены из подчинения начальника РККА. Командующий ГМЧ В.В. Аборенков стал заместителем наркома обороны СССР, что свидетельствовало об огромном значении, которое Ставка Верховного Главнокомандования придавала этому роду оружия. Попытки противника наладить у себя выпуск аналогичного оружия не увенчались успехом. Но немцы преуспели в создании ракетного оружия среднего и дальнего радиуса действия (ФАУ-1 и ФАУ-2), а также реактивной авиации.
В течение всей войны продолжалось противоборство авиаконструкторов СССР и Германии. Созданные В.М. Петляковым и А.Н. Туполевым пикирующие бомбардировщики Пе-2 и Ту-2 по своим техническим характеристикам с самого начала превосходили аналогичную продукцию фирм «Хенкель» и «Юнкере». О штурмовике Ил-2 уже говорилось выше. А в области истребительной авиации в первый период войны преимущество имели Me-109. Вилли Мессершмитт постоянно совершенствовал свое детище, увеличивая мощность мотора, усиливая вооружение, устанавливая более современное оборудование. Начиная с 1943 г . на советско-германском фронте появились скоростные и хорошо вооруженные истребители ФВ-190 фирмы «Фокке-Вульф». К этому времени советские ВВС получили самый легкий и маневренный истребитель в мире Як-3 и новую модель истребителя Ла-5 с мощным мотором конструкции Шевцова. Новые самолеты А.С. Яковлева и С.А. Лавочкина превзошли «Мессершмитты» и «Фокке-Вульфы» по скорости, маневренности и скороподъемности, что позволило советским летчикам захватить господство в воздухе сначала на отдельных участках фронта, а затем и в стратегическом масштабе.
Советская оборонная промышленность успешно восполняла потери в вооружении и боевой технике. На конец войны, к 9 мая 1945 г ., Советская Армия имела 32,5 тыс. танков и САУ (в 1,6 раза больше, чем у нее было 22 июня 1941 г .), боевых самолетов — 47,3 тыс. (в 2,4 раза), орудий и минометов — 321,5 тыс. единиц (превышение в 2,9 раза).