Прямые военные расходы возросли по сравнению с войной 1914–1918 годов в 7 раз. Были мобилизованы в армии 110 миллионов человек (то есть в 1,5 раза больше, чем в годы Первой мировой войны). В ходе войны применялась гораздо более совершенная техника уничтожения людей, чем в 1914–1918 годы. Исход сражений решался массированным применением танков, самолетов, дальнобойной артиллерии, десантных боевых кораблей. Возросшая роль авиации в военных действиях позволяла некоторым специалистам пересматривать основополагающие установки относительно значения геофизических сред для обеспечения мирового господства. Энтузиаст авиации Д. Херрик писал: «Универсальной стихией является воздух. В пределах необходимых аэродромов он представляет собой бескрайнюю дорогу, по которой можно следовать и над сушей, и над морем… Современная стратегическая формула звучит так: «Кто управляет самолетами, тот господствует над аэродромами; кто управляет аэродромами, тот господствует в воздухе; кто управляет воздухом, тот господствует над миром».
Несмотря на интенсивные приготовления, СССР не обладал такой мощью и ему не удалось встретить нападение гитлеровской Германии во всеоружии. К моменту нападения на СССР германская армия превосходила Красную армию по танкам — в 1,5 раза, по боевым самолетам — в 3,2 раза, по орудиям и минометам — в 1,25 раза. Численный перевес германских войск, внезапность нападения, уничтожение значительной части советских самолетов на аэродромах в первые же часы войны также способствовали быстрым успехам Германии на начальном этапе вторжения.
Как и предыдущие нашествия с Запада, нападение Германии на СССР превратило боевые действия Красной Армии в Отечественную войну, провозглашенную Сталиным в речи 3 июля 1941 года. Когда немецкие армии стояли вблизи Москвы, в своих выступлениях 6 и 7 ноября 1941 года Сталин говорил о «великой русской нации Плеханова и Ленина, Белинского и Чернышевского, Пушкина и Толстого, Глинки и Чайковского, Сеченова и Павлова, Репина и Сурикова». Он призывал советских воинов вдохновляться «мужественным образом наших великих предков — Александра Невского, Дмитрия Донского, Кузьмы Минина, Дмитрия Пожарского, Александра Суворова, Михаила Кутузова». Провозглашение единства исторического времени российской цивилизации совпадало с превращением страны в единый военный лагерь. В тылу оккупационных войск действовали крупные партизанские соединения. Боевые успехи Красной армии и партизан обеспечивались самоотверженным трудом миллионов женщин и подростков в тылу.
Перелом в войне был достигнут лишь после того, как промышленность страны смогла обеспечить Красной армии приблизительное равенство в вооружениях с германскими войсками. К ноябрю 1942 года действующая Красная армия имела 6956 танков (против 6600 у немцев и их союзников), 77,7 тысяч орудий и минометов (против 70 тысяч у Германии), 3,2 тысячи самолетов (против 3,5 тысяч немецких). Именно в это время была одержана победа советских войск под Сталинградом. Как утверждали свидетели, Гитлер, провозгласивший своей целью завоевание заснеженных просторов России, после поражений под Москвой и Сталинградом возненавидел снег. В этом проявилась глубинная неприязнь апологетов «нордических» теорий к самой природе Севера.
Дальнейшие победы советских войск обеспечивались возраставшим потоком вооружений из тыла на фронт и увеличивавшимся разрывом в количестве и качестве оружия в пользу советских войск. Советская армия получила целый ряд видов вооружений, каких не было у германской армии, в том числе непревзойденные по своим боевым качествам танки Т-34 и реактивные минометы; известные как «Катюши». Уже к лету 1943 года, к началу битвы на Курской дуге, Красная армия превосходила германскую по количеству танков, самолетов, орудий и минометам в 2–2,3 раза. Через год этот перевес еще более увеличился, особенно по самолетам. К началу 1945 года Красная армия превосходила германскую в 7 раз по самолетам, в 4 раза по танкам, самоходным установкам, орудиям и минометам. Германия, побеждавшая российскую армию в 1914–1917 годы благодаря своему техническому преимуществу, проиграла войну 1941–1945 годов прежде всего из-за своего отставания от СССР в вооружении своей армии. Оценивая причины победы СССР в своем выступлении 9 февраля 1946 года, Сталин справедливо говорил о «скачке», совершенном страной в ходе ее превращения из аграрной в индустриальную.