Опасность, нависшая над нашей страной, потребовала коренной перестройки всей жизни государства на военный лад, принятия комплекса чрезвычайных мер по превращению СССР в единый военный лагерь, перевода экономики на нужды обороны. Эта программа содержалась в директиве СНК СССР и ЦК ВКП(б) от 29 июня 1941 г. Решением от 30 июня 1941 г. вся полнота власти была сосредоточена в Государственном комитете обороны (ГКО), возглавляемом лично Сталиным. В ГКО вошли также В. М. Молотов, К. Б. Ворошилов, Г. М. Маленков, Л. П. Берия, позднее — Н. А. Вознесенский, Л. М. Каганович, Н. А. Булганин, а Ворошилов был полностью отстранен от военного руководства.
Для совершенствования стратегического руководства вооруженной борьбой 10 июля 1941 г. были созданы Главные командования: Северо-Западного (Маршал Советского Союза К. Б. Ворошилов), Западного (Маршал Советского Союза С. К. Тимошенко) и Юго-Западного (Маршал Советского Союза С. М. Буденный) направлений. Одновременно Ставка Главного командования была преобразована в Ставку Верховного командования во главе с И. В. Сталиным, который 8 августа 1941 г. стал Верховным Главнокомандующим (с 16 июля — нарком обороны). С этого же времени Ставка стала именоваться Ставкой Верховного Главнокомандования. Таким образом, Сталин сосредоточил в своих руках всю партийную, государственную и военную власть, что не могло не сказаться на оперативности решения вопросов, свидетельствовало об отказе от коллегиальности в работе высших государственных и военных органов.
Впоследствии Г. К. Жуков вспоминал: «В начале войны со Сталиным было очень и очень трудно работать. Он прежде всего тоща плохо разбирался в способах, методике и формах ведения современной войны, тем более с таким опытным и сильным врагом…», он «командовал всем, он дирижировал, его слово было окончательным и обжалованию не подлежало». А А. М. Василевский свидетельствовал, что в первые дни войны попытки Сталина единолично решать оперативно-стратегические вопросы приводили «к еще большему осложнению обстановки и тяжелым потерям».
Для улучшения материального обеспечения войск действующей армии решением ГКО от 28 июля 1941 г. были учреждены Главное управление тыла и должность начальника тыла РККА, которую занял генерал А. В. Хрулев.
Для укрепления кадров политработников в армию и на флот в начале войны по решению ЦК ВКП(б) были направлены 500 секретарей ЦК компартий республик, краевых, областных, городских и районных комитетов ВКП(б), 270 работников центрального аппарата, 1265 партийных руководителей разных звеньев. Большинство из них в годы войны действительно освоили военную науку, но были и примеры отрицательного влияния политработников, особенно в начале вооруженной борьбы.
Уже в конце июня 1941 г. было решено провести партийную и комсомольскую мобилизацию на фронт для усиления партийной прослойки в действующей армии.
На основе решения Политбюро ЦК партии Президиум Верховного Совета СССР 16 июля 1941 г. принял постановление «О реорганизации органов политической пропаганды и введении института военных комиссаров в Рабоче-Крестьянской Красной Армии», действие которого 20 июля было распространено и на ВМФ СССР. Была реорганизована и система политорганов в ВС СССР, которые возглавили Главное политическое управление РККА (армейский комиссар I ранга Л. З. Мехлис) и Главное политуправление ВМФ (армейский комиссар II ранга И. В. Рогов). Институт военкомов и политруков просуществовал до октября 1942 г. и был упразднен в связи с введением полного единоначалия в РККА и ВМФ. Наряду с политико-воспитательной работой в войсках в деятельности политорганов проявлялись и репрессивные методы. Так, приказ Ставки В ГК № 270 от 16 августа 1941 г. объявлял всех попавших в плен изменниками Родине, а директива НКО от 12 сентября 1941 г. санкционировала создание заградительных отрядов. На первом этапе Отечественной войны политическая работа в войсках в основном сводилась к угрозам беспощадной кары для подавленных и деморализованных бойцов. Так, жесткой, бесчеловечной по своей сути была, например, директива НКО от 21 сентября 1941 г., которая признавала взятых гитлеровцами заложниками советских мирных граждан «пособниками врага», которых следовало уничтожать, как врагов.
С началом войны были предприняты срочные меры для перевода всего народного хозяйства на военные рельсы: 23 июня был введен в действие мобилизационный план по производству боеприпасов, 30 июня утверждается мобилизационный народно-хозяйственный план на третий квартал 1941 г., предусматривавший ускоренные темпы выпуска военной продукции. Важнейшие предприятия из западных и южных ’ территорий перемещались в глубокий тыл (на Урал, в Поволжье, Сибирь, Среднюю Азию и другие районы). Образованный 24 июня Совет по эвакуации при СНК СССР (председатель Н. М. Шверник) проводил огромную работу. За вторую половину 1941 г. им было перемещено около 2600 промышленных предприятий (в том числе 1523 крупных), эвакуировано 30–40 % рабочих, инженерно-технического персонала, вывезены запасы продовольствия, сельхозтехника, материальные и культурные ценности (произведения искусства, книги). Из прифронтовой полосы в восточные районы страны за этот же период было эвакуировано около 2,4 млн. голов скота. Однако колоссальные масштабы перебазирования промышленности и населения на восток привели к снижению темпов производства, особенно самолетов и боеприпасов, и следствием явилась нехватка вооружения для срочно формируемых частей и соединений (к декабрю 1941 г. в действующую армию были направлены 291 дивизия и 94 бригады.)
18 июля 1941 г. ЦК ВКП(б) принял постановление «Об организации борьбы в тылу германских войск», обязывающее республиканские, областные, и районные комитеты партии развернуть в тылу врага широкую сеть подпольных партийных и комсомольских организаций, возглавить руководство партизанским движением.
С конца 1941 г. было введено всеобщее обязательное обучение населения военному делу, которым было охвачено 9,8 млн. человек.
Переход экономики страны на производство военной продукции потребовал изменений в структуре государственного управления. Создаются специальные наркоматы по военному производству: в сентябре 1941 г. — наркомат танковой промышленности (нарком В. А. Малышев), а в ноябре — наркомат минометного вооружения (Д. Ф. Устинов). При СНК и Госплане СССР образуются отделы, секторы, группы руководства отраслями военной экономики. В крупных промышленных центрах и на отдельных оборонных предприятиях действуют уполномоченные ГКО и Госплана.
В июле 1941 г. противник продолжал наступление на всем протяжении советско-германского фронта. Но на западном направлении в ходе Смоленского сражения войска фактически созданного вновь Западного (командующий — С. К. Тимошенко) и Центрального (командующий — Ф. И. Кузнецов) фронтов в ожесточенных боях смогли остановить группу армий «Центр» и 30 июля вынудили немецко-фашистские войска, рвущиеся к Москве, перейти к обороне. Одновременно разгорелись оборонительные сражения на Лужском рубеже на подступах к Ленинграду. Лишь 8 августа немецкие войска группы армий «Север» сумели выйти к южным окраинам города и блокировать его. Финские войска прорвали оборону Северного фронта на Карельском перешейке и блокировали Ленинград с севера. Началась длительная оборона города, которую Ленинградский фронт (командующий М. С. Хозин — с октября 1941 г.; Л. А. Говоров — с июня 1942 г.) совместно с Балтийским флотом и всеми жителями вел долгие 900 дней и ночей. В Заполярье советские войска во взаимодействии с Северным флотом отстояли Мурманск и главную базу флота — Полярный.
Войска Юго-Западного и Южного фронтов, оборонявшиеся на Украине и в Молдавии в июле-августе, отходили в глубь советской территории. Им удалось на некоторое время задержать группу армий «Юг» на подступах к Днепру. Однако противник сумел окружить две советские армии в районе Умани и вынудить войска юго-западного направления отойти за Днепр. К концу августа оборона на Днепре стабилизировалась, причем советские войска удерживали Киев и вели оборону Одессы, оставшейся в тылу врага. Перенеся основные усилия на Украину, германское командование войсками групп армий «Юг» и «Центр» нанесло сокрушительный удар на южном участке фронта, окружив и уничтожив с 15 по 27 сентября 1941 г. основные силы Юго-Западного фронта. Потери советских войск, попавших в окружение, составили: 452 720 человек личного состава (в том числе около 59 тыс. командных кадров), 2,6 тыс. орудий, 1,2 тыс. минометов, 64 танка, 8 тыс. пулеметов и много другой военной техники и боевого снаряжения. Все это было обусловлено неумелыми действиями советского командования и несвоевременностью решения Ставки об отводе войск из-под Киева.
Разгром советских войск на Украине позволил вермахту вновь развернуть наступление на трех основных направлениях советско-германского фронта. На юге противник в октябре-ноябре захватил Донбасс, овладел Ростовом, прорвался в Крым. Но здесь его войска сковала оборона Севастополя, и соединения группы армий «Юг» не смогли через Керченский пролив выйти в тыл советским войскам, оставшимся в низовьях Дона. Попытки группы армий «Север» соединиться с финнами на р. Свирь были сорваны упорной обороной под Тихвином (ноябрь 1941 г.).
Основные усилия немецко-фашистских войск осенью 1941 г. были направлены на захват советской столицы — 30 сентября началась Московская битва. Реализуя замысел плана «Тайфун», войска группы армий «Центр» в начале октября прорвали слабую оборону Западного (И. С. Конев), Резервного (С. М. Буденный) и Брянского (Л. И. Еременко) фронтов и окружили значительную часть их сил. Сражаясь в окружении и выходя из него, войска трех фронтов сковали значительные силы вермахта (28 пехотных дивизий и 3 танковых корпуса), позволив Калининскому (И. С. Конев), Западному (Г. К. Жуков — с 10 октября) и Брянскому (Г. Ф. Захаров) фронтам к концу октября остановить врага на Можайском направлении обороны. 20 октября Москва была объявлена на осадном положении. Усилив группу армий «Центр», немецкое командование в середине ноября возобновило наступление на Москву. Преодолевая сопротивление Западного, Калининского и правого крыла Юго-Западного фронтов, ударные группировки противника обходили город с севера и юга и к концу месяца вышли к каналу Москва-Волга (25–30 км от столицы), подступили к Кашире. Попытка немецких войск атаковать в центре Западного фронта 1 декабря провалилась. Обескровленная группа армий «Центр» была вынуждена перейти к обороне, чему также способствовали успешные наступательные операции советских войск под Тихвином (10 ноября — 30 декабря) и Ростовом (17 ноября — 2 декабря).