1940年夏，希特勒在取得對法國戰爭的勝利後，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》中就這樣寫道：「德國不能滿足於1914年的邊界。」「我們要從600年前停止下來的地方開始行動「我們是民族社會主義者，我們要自覺地改變戰前對外政策的方針。我們要消除德國長期以來在南歐和西歐的目標並把自己的目光集中到東方…但當我們今天說到歐洲的新領土時，我們首先指的就是俄國及其所控制的僕從國。
希特勒進攻蘇聯的想法立即在德國高級軍事領導層中引起了反響最高統帥部及海陸空將領都參加了關於進攻蘇聯的時間和方式問題的討論。將軍們普遍認為，現在德國正處于軍事鼎盛時期，時機極為有利。陸軍元帥勃勞希契在7月21日的德國最高統帥部會議上作了對蘇作戰的報告。在報告中，他對陸軍最高統帥部的意見表示樂觀，並建議對蘇戰爭應該在1940年就開始。
為了高度保守機密，希特勒命令由總參謀部來研究進攻蘇聯的計劃，以便對任務、時間和目標有一個明確的了解。在以後的幾天裡，特勒在柏林和上薩爾茨山接見了羅馬尼亞、保加利亞和斯洛伐克的總理。在得知蘇聯對波羅的海國家的合併，以及對比薩拉比亞和北布科維納的占領後，希特勒決定推遲解決巴爾幹問題，加緊考慮進攻蘇聯的計劃。
隨後，希特勒詳細地敘述了他的作戰計劃。他認為，這次行動只有以一舉摧毀蘇聯為目標，才值得進行。只占領俄國的大片領土是不夠的。「要消滅俄國的生存力量！這才是目的！」希特勒強調說：「首先將發動兩個攻勢，一個是在南方向基輔和第聶伯河進攻另一個是在北方通過波羅的海國家，然後向莫斯科進攻。兩支軍隊將在莫斯科會師。在這以後，必要時將進行一次特殊作戰，以獲取巴庫油田。」他接著說，他將乾脆吞併烏克蘭、白俄羅斯和波羅的海沿岸各國。他將撥出120師來進行整個戰爭，留60個師保衛西線和斯堪的納維亞。進攻將在1941年5月開始，用5個月的時間完成，在冬天結束。他補充說，他本來希望在今年這樣做，但是這已經證明是不可能的了。
「巴巴羅薩」計劃
8月26日，希特勒便下令從西線向波蘭派遣10個步兵師和2個裝甲師。他規定，裝甲部隊要集中在波蘭東南部，以便他們可以出兵保護羅馬尼亞油田。德國人自知向東部調動大量部隊肯定會被蘇聯人發現。於是便命令德國駐蘇聯大使通知蘇聯總參謀部說，這個只是派年輕的兵代替要復員參加工業生產的年紀較大的兵9月6日，德國國防軍揮參謀部參謀長約德爾發出指示，概述了進行偽裝和掩的方法。規定：「這種集結的工作絕不能在俄國造成這樣一種印象，即好像我們準備在東方發動攻勢。」約德爾又擬了個作戰草案，設想對蘇作戰將動用3個集團軍群，普里皮亞特沼澤地以北用2個，以南用1個，但有一點要注意，即在越過奧爾沙陸橋一斯摩棱斯克地區以後，能否繼續向莫斯科進攻將取決於肅清波羅的海蘇軍的進展情況。
11月28日至12月3日，在德國陸軍總參謀部第1軍需部長保盧斯將軍的指導下進行了一系列的軍事演習，以便對方案存在的主要問題進行審查然後，方案的制定者們在12月5日與希特勒舉行了正式討論將要進行這一作戰的3個集團軍群的參謀長，各自研究了有關的戰略問題，他們突出地感到了空間與人力上的困難。所謂空間上的是指地理環境而言的。1940年的蘇德邊界，始於梅默爾以北的波羅的海之濱，沿舊東士一立陶宛邊界延伸，接著向西進入波蘭形成一個突出的弧形地，然後向西綿延列斯特一里托夫斯克，接著繼續向南伸展，直到牙利邊境為止。這條蘇德邊界線全長約1100千米。而烏克蘭一羅馬尼亞邊界沿普魯特河至黑海，長約720千米，另外在羅斯歐洲部分西部的中央，就在布列斯特一里托夫斯克邊界東南，有一片南北寬約240千米、縱深約480千米的遼闊沼澤地區。複雜的地形會把德軍隊形拉得很長，無法組織防禦和進攻。
後備軍總司令弗羅姆談了自己的看法，認為在一片遼闊地區向300萬人、50萬匹馬的部隊進行補給是非常困難的。何況，這個地區公路寥寥無幾，鐵路不能直達。另外，現有的增援部隊不足50萬，只夠補充夏季戰役的損失。摩托車輛奇缺，車輛燃料更是吃緊，國內只有不超過3個月的汽油儲備和1個月的柴油儲備。由於缺乏天然橡膠與合成橡膠，輪胎也成了問題。
聽了上面幾位將軍的發言，陸軍總司令勃勞希契對於元首的全球戰略目標開始產生懷疑，如果向蘇聯開戰真是必要的話，那麼消滅蘇軍就是壓倒一切的目標，經濟方面的考慮就不能占優先地位。進攻莫斯科將吸引敵人的主要兵力；奪取莫斯科地區不僅將使蘇聯去控制，交通聯絡斷絕，而且將在蘇軍的戰線上打開一個巨大缺口。勃勞希契要求發言，他對元首說：「德國空軍是否有力量對英、蘇兩線同時作戰？」
希特勒立即回答說：「如果對蘇戰爭不拖長的話，德國空軍就能夠在兩條戰線上同時作戰！」哈爾德也發言堅持中央集團軍群主要突擊方向應該是莫斯科。希特勒說：「對蘇爭的目的是保衛帝國領土不受空中襲擊，以保護柏林和西里西亞的工業區。這就需要戰略縱深，使粉碎後的蘇聯成為一些非武裝的社會主義行省，自波蘭邊境到伏爾加，全由德國人駐防和統治。伏爾加河以東的原始土地，冰凍的西伯利亞地區，以及烏拉爾外的空曠森林，等有了工夫再去占領，一個重要的考慮因素，就是從這些邊遠的地區，任何轟炸機都飛不到德國。」接著他又說道：「戰爭開始後，蘇聯會死守波羅的海與烏克蘭，因為那裡有海港，在經濟上至關重要，而對於中部，史達林會慷慨退讓。德軍奪取莫斯科無甚重要。中央集團軍群的裝甲側翼要準備向北進入波羅的海、向南進入烏克蘭。」勃勞希契默然。
會後，最高統帥部向各集團軍群發出了命令。陸軍總部在勃勞希契的領導下，夜以繼日地修訂作戰計劃。在計劃中，勃勞希契認為有必要加強北方集團軍群的力量，使其通過波羅的海國家的速度能像中央集團軍群向斯摩棱斯克的推進速度一樣快，兩軍齊頭並進，避免在攻打莫斯科之前使軍事行動停頓下來。
12月17日，該作戰計劃，即21號指令呈送到希特勒案頭。希特勒看後，皺起眉頭，他認為21號指令沒有體現他的最新思想，即他在12月5日會議上的發言，便進行了修改。明確規定：要優先保證肅清波羅的海的敵人，奪取列寧格勒與喀琅施塔得為此目的，中央集團軍群要往北抽調強大的裝甲部隊。只有完成上述目標，才能恢復對莫斯科的攻勢。希特勒認為21號指令代號為「奧托」似不夠明確，這場戰爭應當是「巴巴羅薩」這個名字。
第二天，即1940年12月18日，希特勒以武裝部隊總司令的名義發出了第21號指令巴巴羅薩計劃」。按照計劃要求，德國武裝部隊必須準備在對英戰爭結束之前，以一次快速戰役擊潰蘇聯。準備工作必須在1941年5月15日以前完成。
進攻蘇聯分兩個階段
第一階段，首先用突然襲擊的方法消滅蘇聯西部軍區的軍隊，然後在空軍的掩護下，以坦克部隊為先導，長驅直入，向蘇聯腹地進。進攻路線分南、北、中三路。北方集團軍共29個師，在1000多架飛機的掩護下，由東普魯士出發，經德文斯克、奧斯特洛夫取列寧格勒；中央集團軍群共51個師，在160架飛機的掩護下，由華沙以東出發，經列斯特、明斯克、斯摩棱斯克，向莫斯科進攻南方集團軍群共63個師，在1400架飛機的掩護下，在盧布林至多瑙河口地區展開，向基輔進攻，然後向頓巴斯進擊。在包圍這三個城市的蘇軍後，分別占領莫斯科、列寧格勒和頓巴斯。
第二個階段，進攻蘇聯的後備軍，占領阿爾漢格爾斯克、伏爾加和阿斯特拉罕。這就是希特勒的宏偉計劃。為了保密起見，計劃只印了9份，三軍各一份，其餘的保存在最高統帥部。希特勒還指示，參與這一機密的軍官的人數要儘可能少，不然，準備工作就會有泄露的危險，在政治上和軍事上導致嚴重的後果。
簽署完「巴巴羅薩計劃」之後，希特勒感到如釋重負。他躊躇滿志，巴巴羅薩、拿破崙未竟的事業，將由他來完成了。這個當年維也納的流浪漢，已經自認為是有史以來世界上最偉大的征服者了。