1941年6月22日，纳粹德国对苏联发动了突然进攻，苏联红军在战争初期严重失利，苏军遭受重大军事损失，在开始的头一周苏军就损失了九百架飞机、几千门火炮、一千多辆坦克与几十个正规师。之后，苏德战场成为欧洲大陆的主战场。

1941年秋天，德国大军攻到莫斯科西北近郊，当时苏联政府与各国使节转到南方的萨马拉市。11月7日当天，苏联领导人斯大林抵达被围困的莫斯科市并举行了盛大的阅兵典礼，所有校阅部队在典礼后立即开赴战场。此活动振奋人心。当年苏联政府将此悲壮仪式拍成纪录片在各地播放，在二战时对团结国家民心发挥了极大效果，为苏联争取最后胜利奠定了坚实的基础。苏军最终在莫斯科战役击退了德军。

1943年初，苏军经过浴血奋战，获得斯大林格勒战役的胜利后，苏军在战场上掌握了主动。到了1945年5月，包括苏联红军的盟军攻占了纳粹德国全境，欧洲战事结束。1945年8月8日，苏联红军对日宣战，出兵中国东北和朝鲜北部，全歼日本关东军。

1944年10月，苏联正式吞并中国外蒙古西北部的唐努乌梁海地区。

1945年，苏联与中华民国代表签订《中苏友好同盟条约》，双方协议承认外蒙古duli。