1941年6月 德國發動閃電戰成功後，其勁銳的坦克裝甲力量快速突進，一路抵抗微弱，而蘇軍由於邊境戰的失利全軍全部撤退到，1929到1935年修建而成的防線，史稱史達林防線。 1941年7月 第一裝甲集團軍，偵查裝甲首先遭到史達林防線的部隊阻擊。德軍 傷亡慘重，此時的德國軍隊，卻絲毫沒有停下的意思，德軍馬上組織裝部隊，和工兵組成突擊隊全面突進。
而史達林防線，是一條簡單碉堡式防線，防線守軍，並沒有充足的的反坦克火力，阻擊德國裝甲集群的突進 ，德軍只用了一個星期的時間就突破史達林防線東部地區，此時的德軍大可以一路向前，並包圍基輔，而此時的希特勒，卻將目標對準烏克蘭地區，命令部隊南下協助部隊進攻烏克蘭地區。 而德軍的第一裝甲集團，並沒有聽從希特勒的命令，而是直接切入基輔防線外圍地區。 此時第2裝甲集群已經聽從希特勒向南方烏克蘭地區防線前進，此時防守在烏克蘭防線蘇軍已經接到前面撤退命令已經為時已晚，部隊在撤退途中遭到第3裝甲集群的截擊史稱 「烏曼戰役」 烏克蘭方向的蘇聯守軍第6集團軍，和12集團軍 遭到德軍的合圍10萬人，被在烏曼地區被俘虜殲滅，兩個集團軍的最高司令都被俘虜。
此時基輔的合圍局面已經形成，此時德軍後援步兵力量，第步兵第六集團軍到達基輔，這隻部隊，並沒有裝備坦克，而是裝備了三號D型，和B型自行突擊炮，屬於炮兵軍種，這些突擊炮在接下來對基輔的攻殲戰尤其重要。 7月30號德軍全面進攻基輔防線，面對突如其來德軍大量步兵配合突擊炮的進攻，很多蘇軍部隊都選擇了撤退，而守衛碉堡的蘇軍部隊，並沒有撤退，相反他們用更密集的火力掩護步兵部隊後撤。 堅守克里米尼什村，的131號機槍掩體的蘇聯守軍擊退德軍一次又一次進攻，全部守軍都後退，但131號機槍掩體的蘇聯守軍但絲毫沒有後退,131號碉堡在蘇軍該地區部隊全部撤離後，繼續堅守了3天直到被德軍迂迴到後面炸毀了碉堡，抵抗才宣告結束。碉堡內的蘇軍部隊全部陣亡。
8月5日德軍步兵在大量三號突擊炮的掩護下在次對基輔防線守軍發起全面進攻，基輔的守軍的45毫米防坦克炮，對三號突擊炮正面打擊，效率甚微。 德軍三號突擊炮技術數據下。 正面平均裝甲，80毫米，武備75毫米24L口徑火炮最高時速40公里每小時。車體武備2 挺 7.92mm MG 34 or MG42機槍。 德軍隨後攻破了第一道防線，但在以後每天的戰鬥都讓德軍付出1600人的傷亡。9月14日前 此時蘇軍的官兵已經有人勸說史達林，放棄基輔，停止對基輔增援兵力。接隨著古德里安第2裝甲集團的南下，基輔守軍近55萬名士兵被德軍包圍。 古德里安第2裝甲集團的南下前，曾經建議希特勒不要把要正面進攻莫斯科，和史達林主力部隊調離南下參加包圍基輔的軍事行動，因為那樣德軍將能難在蘇聯冬季前完成攻占莫斯科計劃。 基輔 守軍55萬守軍被包圍後也拚死突圍反擊。最後在9月24日只有少數人突圍成功，預計55萬人只突圍成功2萬至3萬人。 預計整個基輔會戰傷亡蘇軍人數高達100多萬人。
基輔的局面一開始就註定要失守的，但具體怎樣失守，怎樣抵抗是史達林意想不到的，傷亡如此之慘烈，成了蘇聯人永恆的痛！ 例如古德里安，在基輔會戰後講到:，我承認這是一場戰術上的全面勝利，但對戰略意義影響多大就不得而知了。
蘇聯以基輔會戰的失敗，為德軍在東線整個戰役的潰退埋下伏筆。