Стандартным истребителем люфтваффе в конце 30-х годов был моноплан Bf 109. Первый полет он совершил в сентябре 1935 года, а в следующем году получил боевое крещение в Испании. Первые варианты Bf 109 с двигателем Jumo 210 не слишком отличались по летным качествам от основного своего противника — И-16, но уже вариант Bf 109Е с мотором DB 601 мощностью 1050 л. с. превосходил по скорости И-16 почти на 100 км/ч и безраздельно господствовал в испанском небе. Достоинствами цельнометаллического Мессершмитта Bf 109Е были сравнительно небольшой взлетный вес, весьма мощное вооружение (на Bf 109Е-3 установили две 20-мм пушки и два 7,92-мм пулемета), а также легкость в управлении. Советский летчик-испытатель Игорь Шелест, облетывавший в 1940 году этот самолет в НИИ ВВС, отмечал: ««Срубленные» будто бы грубо, угловатые, длиннохвостые немецкие машины имели много новшеств и в воздухе оказались простыми и послушными. Надо было видеть редкое противоречие: летчик-испытатель огорчается машиной, которая ему нравится!». Конструкция Bf 109 была хорошо продумана с технологической точки зрения. Самолет собирался из отдельных агрегатов, которые быстро заменялись в полевых условиях! Например, консоли крыла крепились к центроплану всего в трех точках. Шарнирное соединение моторамы допускало легкую замену двигателя. Взлетно-посадочные характеристики самолета также были на высоте, хотя непрочное шасси с узкой колеей не позволяло базироваться на плохо подготовленных полевых аэродромах. Bf 109Е с успехом использовался в боях над Польшей, Францией и Англией, однако к началу войны с СССР немцы разработали очередные его модификации и постарались оснастить ими большинство летных подразделений. В июньских сражениях 1941 года приняли участие около 440 истребителей Bf 109F-1 и F-2, внешне отличающихся от предшественника более обтекаемой носовой частью фюзеляжа и закругленными законцовками крыла. Советские пилоты нередко называли новые незнакомые варианты «мессершмитта» — Не 113, пугая их с широко разрекламированным самолетом фирмы «Хейнкель». Bf 109F-2 оснащался двигателем DB 601N мощностью 1200 л. с. и развивал скорость 585 км/ч на высоте 6000 м. Для улучшения маневренности крыльевые пушки у него убрали, а вместо них установили одну пушку в развале цилиндров мотора.
Всего для участия в операции «Барбаросса» Германия сосредоточила у границ с СССР огромные силы. В их состав входило 3604 боевых самолета (см. таблицу 2), в том числе 1259 бомбардировщиков, 1025 одномоторных и 93 двухмоторных истребителя, а также около 300 разведывательных машин дальнего действия. Не остались в стороне и страны-союзницы Германии в надвигающейся войне, стремившиеся внести свой вклад в борьбу с «коммунизмом».
Наибольшие силы для военных действий против Советского Союза выделила Румыния. Гитлеровское руководство заранее рассчитывало на румынскую военную помощь и в счет этого поставило государству некоторое количество военных самолетов, а в Германии прошли соответствующую подготовку почти 1500 румынских специалистов ВВС. Следует отметить, что Румыния имела и собственную авиапромышленность, выпускавшую многоцелевые бипланы IAR-38/39 и вполне эффективные истребители-монопланы IAR-80. В июне 1941 года в румынских частях ВВС первой линии числилось свыше 500 боевых самолетов, из которых большую часть планировалось использовать для нападения на СССР. В состав Боевой авиационной группировки под командованием генерала Челэряну, специально созданной для военных действий на Восточном фронте, вошли 1-я и 2-я бомбардировочные флотилии (11 эскадрилий бомбардировщиков, в том числе 23 самолета Не 111Н-3, 14 самолетов Савойя-Маркетти S.M.79, 12 PZL 37 «Лось» и 14 «Потез-633»), 1-я истребительная флотилия (8 эскадрилий самолетов, в том числе 30 Bf 109Б, 23 Не 112В и 24 IAR-80) и 2-я разведывательная флотилия (5 эскадрилий самолетов, из которых одна оснащалась «бленхеймами» Mk I, а остальные — легкими бомбардировщиками IAR-37/38 и F-10G). Кроме того, еще около 50 самолетов были приданы армиям, и в случае необходимости планировалось привлечь к боям отдельные подразделения 2-й и 3-й истребительных флотилий, оснащенных самолетами PZL P.11F и Р.24Е, а также 53-ю эскадрилью «харрикейнов» Mk I. Всего румыны могли выставить против Советского Союза около 150 истребителей, примерно 70 бомбардировщиков, около 100 легких многоцелевых машин и 17 морских самолетов. В оперативном отношении румынская авиагруппировка должна была взаимодействовать с 4-м воздушным флотом люфтваффе.