1941年6月22日，德国发动了名为“巴巴罗萨”的军事行动，正式入侵苏联。此时，德军与其盟军的总兵力已达450万人，强大的战斗力使得德军在战争初期迅速取得了优势。德军的装甲部队在短时间内摧毁了大量苏军的兵力，明斯克战役和斯摩棱斯克战役几乎摧毁了苏军西方面军的主力。然而，尽管德军在中部战线迅速推进，南北战线却陷入了停滞。尤其是在南方，苏军在第聂伯河沿线展开了坚决的防御，有效遏制了德军的攻势。但在危机中也有机会，古德里安大将的第二装甲集群已经集结完毕，随时准备给苏军致命一击。

在“巴巴罗萨”计划启动之前，德军南方集团军群下辖了第一装甲集群、第二集团军、第六集团军、第17集团军以及匈牙利快速军，总兵力约50个师，其中包括5个装甲师和2个摩托化师。战争一开始，南方集团军群便采用了闪电战战术，迅速向苏联腹地推进。然而，乌克兰西部的沼泽地地形对德军构成了巨大的挑战，泥泞的道路使得坦克的机动性大打折扣，导致德军的推进变得异常困难。与此同时，苏军并非无动于衷。从6月23日到30日，苏军发动了布罗迪—杜布诺战役。在这场战斗中，苏军西南方面军派出了六个机械化军，兵力达到2800辆坦克，而德军的第一装甲集群仅有1000辆坦克应战。尽管德军最终取得了胜利，但这场战斗对德军的士气产生了严重打击，迫使他们重新评估自己的作战计划。

闪电战的核心理念在于通过装甲部队的迅速机动，尽可能快地摧毁敌方的有生力量，避免敌军有时间构筑防线。尽管伦德施泰特希望通过快速进攻摧毁苏军主力，但到7月，南方集团军群的进展依然有限，仅在乌曼地区击溃了约十万苏军。尽管如此，苏军的西南方面军主力和南方面军主力依然成功撤退到第聂伯河以东，为未来的反击留有余地。

进入8月中旬，希特勒对南方集团军群的进展感到极度不满，他决定暂停中央集团军群的“台风行动”，并指示抽调装甲部队支援南方和北方集团军群（此时北方集团军群的进展同样缓慢，尚未到达列宁格勒）。尽管古德里安对这一决定表示强烈反对，但在希特勒的坚持下，命令依然得以执行。

8月25日，古德里安的第二装甲集群开始南下，经过几天激烈战斗，到9月1日，成功击溃了苏军第40集团军。9月9日，德军攻占了罗姆尼，切断了苏军的退路。与此同时，南翼的克莱斯特集群从克列缅丘格桥头堡出发，突破了苏军第38军的防线，并于9月14日与古德里安的部队会合，成功包围了苏军。9月初，苏军西南方面军司令布琼尼紧急下达撤退命令，并告知指挥部可能被包围。然而，斯大林在9月11日坚决拒绝了这一请求，甚至决定解职布琼尼，令苏军的命运变得更加岌岌可危。

9月16日，德军进一步加强了对基辅的围攻。步兵集团军在外围实施防守，装甲部队则深入敌阵进行切割。此时，苏军已经被成功分割成三个部分：奥弗里奇集团、基辅集团和契尔卡瑟集团。9月19日，基辅终于陷落，次日，苏军方面军司令基尔波诺夫上将阵亡。到9月26日，苏军的抵抗彻底崩溃，成千上万的苏军士兵向德军投降，标志着苏联在这一战役中的彻底失败。