为了准备发起攻击，希特勒将3206000人调遣至德苏边界，多次派遣侦察飞机潜入苏联领空勘查，同时也在东线储备了大量的军事物资。到了1941年2月,德军已在罗马尼亚苏联边界部属了680,000人。即使进行了如此庞大的准备过程，苏联依然没有预料到德军的意图，在战争爆发时完全措手不及。这主要是因为斯大林坚信，第三帝国不可能在《莫洛托夫—里宾特洛甫条约》签订不到两年内便发起攻击。他也坚信德国会等到拿下英国后才会开辟新的战场。尽管苏联情报部门已经多次发出战争逼近的警告，斯大林依然拒绝改变心意，认为这是英国故意设计要让苏联和德国开战的假情报。

德国政府也助长了这种骗局，向斯大林透露，德军的调动只是为了远离英国轰炸机的航程。德国甚至向苏联解释，他们故意要让英国以为他们正准备进攻苏联，而事实上他们正在准备进攻苏联的军队和物资。因此，直到战争爆发前，斯大林都没有认真准备应付德军的可能入侵。应该注意到的是，潜伏德国的共产主义间谍佐尔格，在战争爆发前便已向斯大林透露准确的进攻发起日期，但这项情报也没有获得重视。德国还在1941年4月，发起了一连串佯装进攻英国的作战，假装正在挪威聚集部队。这些行动配合了大张旗鼓的海军舰只聚集、飞行勘测、和演习行动，并且还故意透露虚构的入侵计划细节。

同时期，德军军事计划人员开始研究拿破仑在侵略俄罗斯战争中的失败。他们推估苏联红军无法在侵略开始后大规模的向俄罗斯内地撤退，因为他们认为斯大林无法在政治上和军事补给上抛弃波罗的海国家、乌克兰等地。

但在侵略苏联的计划和主要目标的设计上，希特勒则与国防军最高统帅部以及许多高阶将领意见分歧。最高统帅部认为应该直接攻往莫斯科，而希特勒则认为应该先夺取乌克兰和波罗的海地区的丰富资源后才转向莫斯科。希特勒认为莫斯科是“不重要的”，他认为重点应该在于消灭莫斯科以西的红军主力。但由于意大利在希腊的失败，德军被迫于1941年4月6日发动巴尔干战役，以救援意大利。6月1日，德军攻占希腊全境。但巴巴罗萨计划被迫延迟了一个多月，这导致了德军未能在俄国严寒到来之前占领莫斯科，最终输掉了德苏战争。但是要注意的是，希腊战役于4月30号结束，从时间上来看相隔了近两个月，据当时德军的重组能力，伤亡可以有效补充。在对比三个集团军群及对希腊作战的部队后，发现只有第30军的第129、第162、第256步兵师可能同时参与了两次作战。但是，第30军在战斗中并未有大幅度减员情况的出现。在1952年，英国内阁办公室历史分部的一项科学研究总结，巴尔干战役没有影响巴巴罗萨行动的实行。 据罗伯特·柯奇贝尔说：“将巴巴罗萨作战的开始日期由5月15日延迟至6月22日的主要原因是那些不完全合乎逻辑的安排，以及之前不正常的潮湿冬季令河流直到晚春仍然泛滥。”由此看来，这个说法站不住脚。