1941年6月 德国发动闪电战成功后，其劲锐的坦克装甲力量快速突进，一路抵抗微弱，而苏军由于边境战的失利全军全部撤退到，1929到1935年修建而成的防线，史称斯大林防线。 1941年7月 第一装甲集团军，侦查装甲首先遭到斯大林防线的部队阻击。德军 伤亡惨重，此时的德国军队，却丝毫没有停下的意思，德军马上组织装部队，和工兵组成突击队全面突进。
而斯大林防线，是一条简单碉堡式防线，防线守军，并没有充足的的反坦克火力，阻击德国装甲集群的突进 ，德军只用了一个星期的时间就突破斯大林防线东部地区，此时的德军大可以一路向前，并包围基辅，而此时的希特勒，却将目标对准乌克兰地区，命令部队南下协助部队进攻乌克兰地区。 而德军的第一装甲集团，并没有听从希特勒的命令，而是直接切入基辅防线外围地区。 此时第2装甲集群已经听从希特勒向南方乌克兰地区防线前进，此时防守在乌克兰防线苏军已经接到前面撤退命令已经为时已晚，部队在撤退途中遭到第3装甲集群的截击史称 “乌曼战役” 乌克兰方向的苏联守军第6集团军，和12集团军 遭到德军的合围10万人，被在乌曼地区被俘虏歼灭，两个集团军的最高司令都被俘虏。
此时基辅的合围局面已经形成，此时德军后援步兵力量，第步兵第六集团军到达基辅，这只部队，并没有装备坦克，而是装备了三号D型，和B型自行突击炮，属于炮兵军种，这些突击炮在接下来对基辅的攻歼战尤其重要。 7月30号德军全面进攻基辅防线，面对突如其来德军大量步兵配合突击炮的进攻，很多苏军部队都选择了撤退，而守卫碉堡的苏军部队，并没有撤退，相反他们用更密集的火力掩护步兵部队后撤。 坚守克里米尼什村，的131号机枪掩体的苏联守军击退德军一次又一次进攻，全部守军都后退，但131号机枪掩体的苏联守军但丝毫没有后退,131号碉堡在苏军该地区部队全部撤离后，继续坚守了3天直到被德军迂回到后面炸毁了碉堡，抵抗才宣告结束。碉堡内的苏军部队全部阵亡。
8月5日德军步兵在大量三号突击炮的掩护下在次对基辅防线守军发起全面进攻，基辅的守军的45毫米防坦克炮，对三号突击炮正面打击，效率甚微。 德军三号突击炮技术数据下。 正面平均装甲，80毫米，武备75毫米24L口径火炮最高时速40公里每小时。车体武备2 挺 7.92mm MG 34 or MG42机枪。 德军随后攻破了第一道防线，但在以后每天的战斗都让德军付出1600人的伤亡。9月14日前 此时苏军的官兵已经有人劝说斯大林，放弃基辅，停止对基辅增援兵力。接随着古德里安第2装甲集团的南下，基辅守军近55万名士兵被德军包围。 古德里安第2装甲集团的南下前，曾经建议希特勒不要把要正面进攻莫斯科，和斯大林主力部队调离南下参加包围基辅的军事行动，因为那样德军将能难在苏联冬季前完成攻占莫斯科计划。 基辅 守军55万守军被包围后也拼死突围反击。最后在9月24日只有少数人突围成功，预计55万人只突围成功2万至3万人。 预计整个基辅会战伤亡苏军人数高达100多万人。
基辅的局面一开始就注定要失守的，但具体怎样失守，怎样抵抗是斯大林意想不到的，伤亡如此之惨烈，成了苏联人永恒的痛！ 例如古德里安，在基辅会战后讲到:，我承认这是一场战术上的全面胜利，但对战略意义影响多大就不得而知了。
苏联以基辅会战的失败，为德军在东线整个战役的溃退埋下伏笔。