5月26日傍晚，“俾斯麦”号被英空军海防队的飞艇发现。狡猾的吕特晏斯做了各种佯攻均未摆脱。“皇家方舟”号航空母舰接到飞艇的报告后，立即起飞了15架“剑鱼”式飞机，在暮色中**轰炸机对“俾斯麦”号进行轮番攻击。俾斯麦防空火力薄弱在加上火控难以配合防空炮。英军顺利地投中了2枚**，其中1枚炸毁了右舷的方向舵，“俾斯麦”号失去了控制，已无法逃避英国舰队的尾随攻击。
27日晨，英军的主力追击舰队赶到，包括英王乔治五世号战列舰与罗德尼号战列舰，于早晨8点左右进入射程，两舰迅速接近，英舰用其16英寸及14英寸主炮轰击俾斯麦号。俾斯麦号由于舵机失灵，航向不定，还击效果不佳。绝望的吕特晏斯在给希特勒的电报中说：“舰已不堪操纵，将战至最后一颗炮弹。”
希特勒回电：“战列舰‘俾斯麦’号全体将士们，全德国与你们同在。拿出你们坚决的勇气来，把能做的尽力而为。”10时39分，俾斯麦号自沉于布雷斯特以西400海里水域。这艘俾斯麦级战列舰的首舰第一次航行就葬身于茫茫大海之中。
不过德国情报部门以及海军部还是对赵继统的“及时”示警表示感谢，国防军情报局和帝国安全总局加起来还不如远隔万里的日本消息灵通，于是军情局总长卡纳里斯上将以及海德里希联合向日本**发出申请，希望能在双方的使馆内加派情报人员。获得许可后，卡纳被从上海调入驻日大使馆任副武官，实际为赵继统的专职联络员。
为了报复德军进攻位于地中海东部由英国据守的克里特岛，并与6月1日占领该岛。6月14日：罗斯福总统宣布冻结轴心国在美国的资产，国务院下令关闭所有德国驻美领事馆及宣传机关。
赵继统在德国驻日大使馆举办的舞会上结识了理查德·佐尔格，并假借卡纳的口中向其透露了德国进攻苏联的具体日期，斯大林同志仍然对这份情报没有引起足够的重视。尽管其幕僚也意识到攻击的可能性，但由于斯大林对于红军实力的迷信，苏联决定避免挑衅希特勒。这一连串的错误造成的后果是开战时苏联边界的部队都没有进入警戒状态，甚至在遭受攻击时也必须先向高层请求许可才准许反击，虽然苏联实行局部的警戒，但这在德军攻击展开时根本没有发挥作用，斯大林也拒绝彻底动员军队。
德国在在1941年6月22日的早上3:45分展开攻势，260万德军的突袭收到完全的效果:虽然苏联指挥部在收到德军部队逼近的报告后即在凌晨00:30分对边界部队发出警告，但当时却没有任何一个部队展开备战。据称斯大林对德军侵略的新闻表示吓呆了，并且直到一两个礼拜后的7月3日才正式对全国发表声明。
突袭带给苏联红军的最大震撼并非是突袭的时间，而是同时进攻苏联领土的德军数量之多和配合之紧密。约有320万的德军地面部队投入了东线的攻势，伴随的还有36万罗马尼亚军队、4万4000多人的匈牙利军队、47万芬兰军队，和60900意大利部队，芬兰则从北边发动攻势。
但苏联红军在同时对抗这些敌军的同时也持续进行大规模的增援，西线的苏联红军部队在1941年6月22日时约有290万人(其中陆军243万人)，尽管半年的战事造成90万人死伤的惊人数字，至年底时已经跃升为超过4百万人了。
德国空军声称在侵略开始的第一天就摧毁了1,489架红军战机，而自身则只损失了35架。事实上苏联空军在刚开始几天的损失比德军估计的还要惨重，总共有3,922架飞机在头三天被摧毁。德军的攻击速度之快使得苏联红军的防御计划完全瘫痪，而无线电和通讯配备的严重缺乏也造成苏联红军部队难以互相协调作战。
虽然攻势前半年进展的相当顺利，但最后德国仍然没有夺下最终的目标-莫斯科。1941年俄罗斯的晚春加上6月的漫长雨季，使得许多苏联西部的道路陷入瘫痪，或者无法让重型车辆通过。在整场战役中，希特勒将原本进攻莫斯科的主力装甲部队改调往南方参与攻占乌克兰的基辅战役，这次战役以德军的空前胜利告终，俘虏了超过650，000名的苏联红军，但这项举动也进一步延缓了德军进攻莫斯科的时间。
当德军开始进攻莫斯科时，秋季大雨造成的泥沼、以及冬季的酷寒、再加上红军的顽强抵抗，最终停顿了德军的攻势。苏联的反抗力量也出乎德国的意料之外。在白俄罗斯布勒斯特的一座堡垒便说明了苏联红军的顽强抵抗精神:在德军第一天的攻势中，原本预期只要几个小时的突袭便能夺下这座堡垒，但最后直到七月底才拿下。
德军的后勤成了主要的问题之一，随着战事的进展德军的补给线也不断拉长，也更容易遭受苏联游击队的袭击。苏联采用焦土政策摧毁所有即将撤离的土地，使德国无法运用其食物、燃料、和建筑。尽管遭遇这些挫折，德军仍然继续推进，在半年的战事中德军展现了辉煌的战争艺术，多次以包围战术歼灭动辄数十万的大批苏联红军、或逼迫他们投降。
北方集团军在攻克波罗的海国家后继续朝列宁格勒推进，在8月进攻至列宁格勒的南方市郊，但随之面临苏联的顽强抵抗而不得不停止。由于担心直接攻城会造成大量伤亡，德军指挥官决定以围堵方式来摧毁抵抗力量。尽管遭遇德军的渗透威胁、无情的轰炸和炮击、以及严重的食物和燃料短缺，最后红军仍坚守住列宁格勒。
整场作战在11月开始的莫斯科战役中达到最**，尽管负责进攻莫斯科的中央集团军饱受秋季泥泞所造成的补给短缺之苦，仍被下令继续进攻;德军的进展在12月初达到极限，前锋部队已经推进至莫斯科市郊，甚至见到了克里姆林宫的螺旋状尖塔。