1940年夏，希特勒在取得對法國的戰爭勝利後，進攻蘇聯的議案又提上日程。希特勒進攻蘇聯的想法由來已久。早在20年代，他在自傳《我的奮鬥》一書中他清楚表示德國人民必須追求所謂的“生存空間”—亦即土地和原料，而這個生存空間應該能在東歐找到。納粹的政策指定了，俄羅斯和其他斯拉夫民族的人應該加以殺害、驅逐出境、或奴役之，因爲他們認爲這些都屬於下等民族，而那些土地應該讓給德國人民居住。計劃中這些地區的都市人口會經由饑荒加以徹底滅絕，以剩餘的農產品養活德國人，並改由德國人居住，儘管希特勒也說德國會與那些願意支持他們的俄國人“一同合作”。德國的意識形態理論家阿爾弗雷德·羅森堡認爲斯拉夫民族也是屬於雅利安人，提出建議應該將攻克的蘇聯領土依照以下形式劃分行政區：
奧斯蘭(Ostland)──波羅的海國家和白俄羅斯
烏克蘭──烏克蘭和鄰近疆土
高加索──南俄和高加索地帶
土耳其斯坦──中亞國家領土
在德國和蘇聯於1939年聯手侵吞波蘭之前，兩國便籤訂了《莫洛托夫—裏賓特洛甫條約》。表面上這是一個互不侵犯的條約，藉由分割波蘭等國家來劃分德蘇兩國的邊界，在條約中波羅的海三國乃至芬蘭被劃分爲蘇聯的“影響範圍”，這個條約震驚了全世界，因爲兩國長期以來一直對彼此抱持敵意，而且兩國的意識形態也完全相反。由於這項條約，納粹德國和蘇聯之間展開了大量的外交關係和貿易，蘇聯提供石油和原料給德國，而德國則提供高科技給蘇聯。儘管這項條約的簽訂，兩國仍然對彼此的一舉一動抱持強烈猜疑心，不久後這段短暫的和平關係便以戰爭的徹底爆發告終。
希特勒一直希望攻克西俄以剝削當地的斯拉夫人。因此他簽訂這項條約只是爲了短暫的方便。再加上希特勒和斯大林兩人都對攻克領土抱有極大野心，而雙方的意識形態差距則導致最終的衝突爆發。斯大林在國際上的惡劣名譽給了納粹德國進攻蘇聯的理由，同時也增加了德國對於勝利的信心。在1930年代後期，斯大林在大清洗裏殺害和囚禁了數百萬計的人民，包括大量具備經驗和能力的紅軍軍官和戰略家，導致紅軍的戰力和領導力大爲衰退。納粹也不斷的宣傳蘇聯政權的殘暴，並且瞄準斯拉夫民族作爲主要宣傳對象。
三國同盟條約的簽訂是導致蘇德分裂的最後因素。在德國於意大利和日本簽訂條約之後，蘇聯也表示希望成爲軸心國的一部分。在經過兩天於1940年11月12—14日在柏林的商議後，德國正式向蘇聯提出了加入軸心國的條件，而蘇聯則在11月25日提出了一份修正的版本，然而從此德國沒有再進行回覆。隨着蘇聯加入軸心國的前景越來越小，兩國在東歐的利益衝突也日漸明顯，儘管他們在1941年1月還會針對邊界和貿易上做出一次小的協定，然而戰爭已經不可避免。
斯大林的名聲使得納粹德國在發動這場戰爭上獲得了某些正當性，而且也讓希特勒對德軍的勝利有相當信心。斯大林在大清洗中殺害了無數紅軍的基層和資深軍官，導致紅軍整體的脆弱和無能。在針對斯拉夫人進行的宣傳上德國一直強調蘇聯政權的殘暴，同時也宣傳紅軍正在準備攻擊德國，並主張他們先行的攻擊只不過是先發制人的舉動罷了。
巴巴羅薩作戰主要是希特勒自己所構思的。一些軍事和外交人員也曾勸告希特勒，應該先解決大英帝國後纔開闢對蘇戰場較爲妥當，但大多數德軍的參謀幕僚都同意這場侵略應該在某個必要的時間點發起。希特勒的決策通常與德軍將領的建議相反，但直到那時爲止，德軍在希特勒的戰略下已經達成了一連串原本被認爲不可能達成的輝煌勝利，希特勒也自認爲是政治和軍事上的天才。在那段時間裏，希特勒的驕傲和大膽、加上德軍的精良訓練，在不費多少功夫下便贏得了萊茵河、奧地利、捷克的蘇臺德地區，接着又攻下波蘭、丹麥和挪威，每場戰役幾乎都順暢無阻。接着他又迅速經由馬奇諾防線北方的盧森堡進攻法國，以包圍戰術殲滅了大規模的同盟國部隊，並繼續向南進攻直到瑞士邊界。北邊遭受包圍的同盟國部隊最後經由敦刻爾克撤離，英軍被徹底逐出法國，但英國依靠着其海軍和空軍的優勢而免受侵佔。在無法逼使英國投降、同時也缺乏海軍和戰略轟炸部隊的情況下，希特勒遂決定將目標轉往東方。他相信只要蘇聯被擊垮了，英國也不可能再支撐下去。希特勒對他在西歐的驚人勝利感到自負，同時紅軍在1939—1940年間侵佔芬蘭未遂的冬季戰爭也向全世界顯現了當時紅軍內部的腐化和戰力低落。希特勒認爲蘇聯內部已經腐敗，只要數個月便能取得勝利，也因此不需準備冬季的配備，這在後來成爲德軍受挫的主因之一：
納粹的整個政策都是爲了依照地緣政治學的生存空間概念徹底摧毀蘇聯的政治實體，以替未來的“雅利安”世代準備發展的環境。在1940年的春季，德國戰爭機器的資源缺乏問題開始越來越嚴重，而德國與蘇聯在巴爾幹半島的利益衝突也開始浮現，這使得侵略蘇聯逐漸成爲希特勒唯一的未來途徑，儘管德軍將領們也曾跟希特勒說過，佔領整個俄羅斯西半部對於德國戰爭機器運作來說是利大於弊。
希特勒預估攻佔蘇聯會有以下好處：
當蘇聯被擊敗後，解除動員的大量士兵便能補充德國產業界的勞工短缺現象。
烏克蘭可以提供大量便宜的食品。
佔領蘇聯將可以擁有大量的奴隸勞動力，將能大爲改善德國在地緣戰略上的處境。
擊敗蘇聯將能進一步孤立大英帝國
德國的戰爭機器非常需要更多石油，而只有在攻佔蘇聯的巴庫產油區後才能達成此目標。
希特勒在1940年12月5日收到了德軍對入侵蘇聯的計劃，並且全部批准，預期在1941年5月開始進行。在12月18日希特勒簽下了“21號指導”，要德軍最高統帥部準備“快速的擊倒蘇聯”，並且制定侵略的預定時間爲1941年5月15日。巴巴羅薩計劃假設的是德國國防軍可以在短期間內消滅紅軍道加瓦河和第聶伯河以西的大多數步兵師，事後證明儘管德軍的確消滅了原先在此地區的蘇聯紅軍數量，蘇聯紅軍不斷從後方增援的雄厚兵力導致了這種假設的失敗。
爲了準備發起攻擊，希特勒將320萬人調遣至德蘇邊界，多次派遣偵察飛機潛入蘇聯領空勘查，同時也在東線儲備了大量的軍事物資。到了1941年2月德軍已在羅馬尼亞—蘇聯邊界部屬了680，000人。即使進行了如此龐大的準備過程，蘇聯依然沒有預料到德軍的意圖，在戰爭爆發時完全措手不及。這主要是因爲斯大林堅信第三帝國不可能在《莫洛托夫—裏賓特洛甫條約》簽訂不到兩年內便發起攻擊，他也堅信德國會等到拿下英國後纔會開闢新的戰場。儘管蘇聯情報部門已經多次發出戰爭逼近的警告，斯大林依然拒絕改變心意，認爲這是英國故意設計要讓蘇聯和德國開戰的假情報。德國政府也助長了這種騙局，向斯大林透露德軍的調動只是爲了遠離英國轟炸機的航程。德國甚至向蘇聯解釋他們故意要讓英國以爲他們正準備進攻蘇聯，而事實上他們正在準備進攻蘇聯的軍隊和物資。因此，直到戰爭爆發前斯大林都沒有認真準備應付德軍的可能入侵。應該注意到的是，潛伏德國的共產主義間諜理查德·佐爾格在戰爭爆發前便已向斯大林透露準確的進攻發起日期，但這項情報也沒有獲得重視。德國還在1941年4月發起了一連串佯裝進攻英國的作戰，假裝正在挪威聚集部隊。這些行動配合了大張旗鼓的海軍艦隻聚集、飛行勘測、和演習行動，並且還故意透露虛構的入侵計劃細節。
同時期德軍軍事計劃人員開始研究拿破崙在侵略俄羅斯戰爭中的失敗，他們推估蘇聯紅軍無法在侵略開始後大規模的向俄羅斯內地撤退，因爲他們認爲斯大林無法在政治上和軍事補給上拋棄波羅的海國家、烏克蘭等地。
但在侵略蘇聯的計劃和主要目標的設計上，希特勒則與國防軍最高統帥部以及許多高階將領意見分歧，最高統帥部認爲應該直接攻往莫斯科，而希特勒則認爲應該先奪取烏克蘭和波羅的海地區的豐富資源後才轉向莫斯科。希特勒認爲莫斯科是“不重要的”，他認爲重點應該在於消滅莫斯科以西的紅軍主力。在計劃上的爭論導致準備入侵的後勤規劃延緩，與原本計劃設定的5月延緩了整整1個月。
