Расширение военного производства вызвало необходимость разукрупнения Наркомата оборонной промышленности. В январе 1939 года этот наркомат был разделен на четыре наркомата: авиационной промышленности, судостроительной промышленности, вооружения и боеприпасов. В ведение этих наркоматов были отданы однородные отрасли оборонной промышленности. На министерские посты и другие высокие государственные должности были выдвинуты молодые руководители производств, которые с честью справились с возложенными на них задачами в годы войны.
Особое внимание руководство страны и лично Сталин уделяли развитию авиационной промышленности. В сентябре 1939 года Политбюро ЦК ВКП(б) и СНК СССР приняли решение «О реконструкции существующих и строительстве новых самолетных заводов». В течение двух лет было спланировано построить, главным образом в Поволжье, девять новых заводов и реконструировать девять старых. В результате усилий партии и правительства производственные мощности авиационной промышленности к лету 1941 года почти в полтора раза превысили мощности авиазаводов Германии. В течение 1939–1940 годов авиаконструкторы в содружестве с работниками авиационной промышленности проделали огромную творческую работу по созданию новых типов самолетов для советской авиации. Были созданы истребители Як-1, МиГ-3, ЛаГГ-3, пикирующий бомбардировщик Пе-2. Новые боевые машины по своим летно-техническим данным были на уровне требований времени, а некоторые — лучшими в мире. Например, МиГ-3 превосходил по боевым характеристикам самолеты такого же типа Англии, США и Германии. Пе-2 был лучше, чем немецкие самолеты такого же типа Ю-87 и Ю-88. Высокими летно-техническими качествами обладал штурмовик Ил-2.
Советский Союз в 1939–1940 гг. производил самолетов больше, чем Германия. Однако Германия выпускала самолеты новых типов, а СССР — боевые машины новых и старых конструкций.
Также настойчиво Советское правительство занималось развитием танковой промышленности. В августе 1938 года в ЦК партии состоялось совещание, на котором рассматривались вопросы дальнейшего развития танкостроения в нашей стране. На это совещание были приглашены все известные конструкторы танков той поры. С ними особенно много лично работал И. Сталин. Конструкторам и известным изобретателям он порой уделял больше внимания, чем министрам. Через общение с этими талантливыми и замечательными людьми он раньше министров узнавал проблемы с внедрением их изобретений в производство и помогал быстрее воплотить их в жизнь. Так, на этом совещании Сталин поддержал коллектив конструкторов во главе с ЖЯ. Котиным, работавших над изобретением тяжелого танка КВ-1, и коллектив конструкторов под руководством М.И. Кошкина, АА Морозова и Н.А Кучеренко, разрабатывавших средний танк Т-34, чтобы эти танки быстрее пошли в производство. Однако различные трудности организационного и технического порядка в первое время сдерживали их выпуск.
В марте 1940 г. в Кремле был проведен смотр опытных образцов танка Т-34. Из Харькова своим ходом прибыли две «тридцатьчетверки». Вес танка 26 т, вооружение —76-мм пушка В. Грабина и два пулемета В.А Дегтярева. Броневая защита — 45 мм. Дизель-мотор мощностью в 500 л. с. позволял машине развивать максимальную скорость в 55 км/час. Запас хода по горючему — 300 км, экипаж — 4 человека. Танк был радиофицирован. К этому времени в Харькове вступил в строй первый в мире завод дизельных двигателей. Дизельные двигатели, работающие на нефти и газойле, могли позволить увеличить запас хода танка по топливу в тех же емкостных топливных баках и уменьшить опасность возникновения пожара, а также помех при работе танковой радиостанции.
Создание Т-34 явилось новой ступенью в развитии советской бронетанковой техники, определившей затем целое направление в мировом танкостроении. Впервые на советских танках были установлены длинноствольная пушка и мощные дизельные двигатели, а широкие гусеницы обеспечили «тридцатьчетверкам» хорошую проходимость по бездорожью. Знаменательно, что танк Т-34 оказался единственным танком, который будучи создан еще до войны, морально не устаревал и оставался лучшей боевой машиной на всем ее протяжении.
В 1940 году было изготовлено только 246 танков KB и 115 танков Т-34 (при плане 600) В Германии за это же время было произведено средних танков 1,4 тыс. В первом полугодии 1941 года производство новых танков в СССР значительно возросло. Промышленность выпустила 393 танка KB и 1110 танков Т-34. Но для перевооружения армии этого было недостаточно. В 1940 году было принято решение о производстве танков на Челябинском и Сталинградском тракторных заводах и на Сормовском судостроительном. Ряд предприятий получили задание изготовлять танковые моторы, бронекорпуса и башни. В результате этих мер мощности советского танкостроения к лету 1941 года в полтора раза превысили мощности танковой промышленности Германии.