1940年12月18日，希特勒发布第21号训令，批准对苏作战计划，并亲自规定对苏作战军事行动的代号为“巴巴罗萨行动”。希特勒使用这一代号的目的，是要使对苏作战更带神秘性和恐怖性。
“巴巴罗萨行动”计划是以歼灭战略为基础的。计划规定：使用德军装甲兵、摩托化兵、炮兵、步兵和航空兵的庞大兵力，分别从苏联西部边境的西北、西南和正西三个方向实施强大突击，分割围歼苏军主力，而后长驱直入苏联腹地，进抵阿尔汉格尔斯克、阿斯特拉罕一线，在六个星期到两个月内结束对苏战争。计划的核心在于一开始便集中优势兵力，以隐秘性、突然性速战速决。为此，德国在政治、经济、军事、外交等方面进行了极为周密的准备。
与对法国作战的1940年相比，1941年德国军费增加了220亿马克，军队新编成58个作战师，补充了4000架飞机、2000辆坦克。1940年8月，德国参谋总部下达“重建东方”密令，开始向东线调集大军，沿苏联西部边界大量修筑战略公路、铁路、桥梁和屯兵点。年底，又举行了大规模军事演习，检查“巴巴罗萨行动”计划的准备情况。数以百计的德国情报人员被派往苏联，刺探苏联的兵力、部署、国防设施情况、工业布局、经济中心的位置等情报。同时，为了迷惑苏联，德国宣传机器集中咒骂英国人，却对苏联大献殷勤；德军继续在英吉利海峡集结船只，在法国海岸修筑假火箭发射场；举行一系列登陆演习；甚至煞有介事地给作战部队配备地图和英语翻译。当苏联方面对有关德军东调的消息表示关切时，苏联驻德大使被友好地告知：德军东调是一年一度的换防，是用新兵接替老兵。在外交上，希特勒还以威逼利诱等手段，先后把芬兰、匈牙利、罗马尼亚、斯洛伐克和保加利亚拉上贼船，拼凑成反苏同盟。