В 1941 г . в СССР завершилась многолетняя работа по созданию реактивных минометов. 15 июля батарея реактивных установок из 7 машин под командованием капитана Флерова нанесла сокрушительный удар по скоплению вражеских войск на железнодорожной станции Орша. Результаты превзошли все ожидания. Один залп батареи надолго вывел станцию из строя. Простота конструкции нового оружия позволила быстро наладить его массовое производство на многих предприятиях, ранее выпускавших мирную продукцию. В короткий срок Красная Армия получила сотни, а затем и тысячи мощных реактивных минометных установок. В течение всей войны совершенствовалась их конструкция, расширялась сфера применения. Подразделения реактивной артиллерии получили наименование «гвардейских минометных частей» (ГМЧ), были выведены из подчинения начальника РККА. Командующий ГМЧ В.В. Аборенков стал заместителем наркома обороны СССР, что свидетельствовало об огромном значении, которое Ставка Верховного Главнокомандования придавала этому роду оружия. Попытки противника наладить у себя выпуск аналогичного оружия не увенчались успехом. Но немцы преуспели в создании ракетного оружия среднего и дальнего радиуса действия (ФАУ-1 и ФАУ-2), а также реактивной авиации.
В течение всей войны продолжалось противоборство авиаконструкторов СССР и Германии. Созданные В.М. Петляковым и А.Н. Туполевым пикирующие бомбардировщики Пе-2 и Ту-2 по своим техническим характеристикам с самого начала превосходили аналогичную продукцию фирм «Хенкель» и «Юнкере». О штурмовике Ил-2 уже говорилось выше. А в области истребительной авиации в первый период войны преимущество имели Me-109. Вилли Мессершмитт постоянно совершенствовал свое детище, увеличивая мощность мотора, усиливая вооружение, устанавливая более современное оборудование. Начиная с 1943 г . на советско-германском фронте появились скоростные и хорошо вооруженные истребители ФВ-190 фирмы «Фокке-Вульф». К этому времени советские ВВС получили самый легкий и маневренный истребитель в мире Як-3 и новую модель истребителя Ла-5 с мощным мотором конструкции Шевцова. Новые самолеты А.С. Яковлева и С.А. Лавочкина превзошли «Мессершмитты» и «Фокке-Вульфы» по скорости, маневренности и скороподъемности, что позволило советским летчикам захватить господство в воздухе сначала на отдельных участках фронта, а затем и в стратегическом масштабе.
Советская оборонная промышленность успешно восполняла потери в вооружении и боевой технике. На конец войны, к 9 мая 1945 г ., Советская Армия имела 32,5 тыс. танков и САУ (в 1,6 раза больше, чем у нее было 22 июня 1941 г .), боевых самолетов — 47,3 тыс. (в 2,4 раза), орудий и минометов — 321,5 тыс. единиц (превышение в 2,9 раза).
Победы и поражения . В первые месяцы Великой Отечественной войны в составе высшего военного руководства произошли серьезные изменения. Ни один из генералов, командовавших фронтами в июне 1941 г ., не удержался в этой должности: один погиб в бою, второй был расстрелян, а троих понизили в должности. Созданные в июле главные командования стратегических направлений, не имевшие в своем распоряжении резервов и лишенные самостоятельности в принятии оперативно-стратегических решений, оказались лишним управленческим звеном и были упразднены. Все три главкома — маршалы Ворошилов, Тимошенко и Буденный — не оправдали надежд Сталина, и он переместил их на второстепенные посты.
Став Верховным Главнокомандующим, Сталин еще долго не мог отрешиться от устаревших взглядов на военное искусство, при решении стратегических вопросов руководствовался не военными, а политическими соображениями, недооценивал роль Генштаба в планировании операций, лучшим способом преодоления возникавших трудностей считал перетряску кадров, замену одних генералов другими (например, с июня по октябрь 1941 г . должность командующего войсками Западного фронта занимали 5 человек: Д.Г. Павлов, А.И. Еременко, С.К. Тимошенко, И.С. Конев и Г.К. Жуков). Такая же кадровая чехарда была на некоторых других фронтах и в армиях.
В этот период кадровые перестановки проводились Сталиным под воздействием настроения, а не по соображениям стратегической целесообразности. Так было 29 июля 1941 г ., когда Жуков внес единственно возможное в сложившейся обстановке предложение об оставлении Киева и отводе войск Юго-Западного фронта за Днепр, чтобы спасти их от окружения и гибели. Одновременно предлагалось нанести контрудар в районе Ельни для ликвидации образовавшегося выступа. Сталин назвал эти предложения чепухой, Жуков подал в отставку с поста начальника Генштаба. Верховный принял отставку со словами: «Мы без Ленина обошлись, а без вас тем более обойдемся...»
Однако война показала, что обойтись без профессионалов такого уровня невозможно. Уже в качестве командующего войсками Резервного фронта Жуков осуществил запланированный контрудар, в результате которого Ельня была отбита у немцев. В этих боях родилась советская гвардия: четыре стрелковые дивизии, отличившиеся в наступлении, получили звание гвардейских. Было доказано, что наши части могут не только обороняться, но и успешно наступать.
Несмотря на отдельные частные успехи советских войск, противник продолжал владеть инициативой все лето и осень 1941 г . То в одном, то в другом месте немецкие ударные группы рассекали оборону и стремительно продвигались на восток, окружали целые армии. В котле под Уманью оказались 5-я и 12-я армии Юго-Западного фронта. Из окружения смогли вырваться только 11 тыс. человек из 65 тыс. Нежелание Верховного Главнокомандующего отвести за Днепр войска привело к окружению большей части этого фронта, гибели и пленению сотен тысяч бойцов и командиров во главе с командующим фронтом генерал-полковником М.П. Кирпоносом. Тогда же немецкие и финские части окружили Ленинград, и началась беспримерная девятисотдневная борьба ленинградцев с голодом, холодом, артобстрелами и бомбежками. На московском направлении группа армий «Центр» начала операцию под кодовым названием «Тайфун» по захвату советской столицы. В начале октября положение стало катастрофическим, в районе Вязьмы попали в окружение пять армий Западного и Резервного фронтов, в результате чего путь на Москву был практически открыт. В эти дни в телефонном разговоре с командующим Западным фронтом И.С. Коневым перетрусивший Главковерх, как бы оправдываясь, заговорил о себе в третьем лице: «Товарищ Сталин честный человек. Товарищ Сталин сделает все, чтобы исправить создавшееся положение».
Исправлять положение вновь пришлось срочно вызванному из Ленинграда генералу Жукову. Линия фронта в эти дни приблизилась к Кремлю на расстояние в несколько десятков километров. Советских войск на этом пространстве почти не было. Попавшие в окружение советские армии ожесточенно сражались, отвлекая на себя внимание фашистов и спасая Москву. Оборону на подступах к столице пришлось создавать заново. В Москве было объявлено осадное положение. Правительство, Президиум Верховного Совета, Генеральный штаб и ряд других органов эвакуировались в тыл. Усилиями москвичей строились оборонительные сооружения. В бой были брошены последние резервы: курсанты военных училищ, ополченцы и рабочие батальоны. Спешно формировались новые армии, шла переброска дивизий с Дальнего Востока.
Чем ближе враг подходил к Москве, тем сильнее становилось сопротивление ее защитников. Несмотря на то что немцы стояли в нескольких десятках километров от Москвы, 7 ноября на Красной площади состоялся традиционный парад, вселивший в сознание советских людей уверенность в победе над фашизмом. В этот день с трибуны Мавзолея прозвучали имена славных предков, не раз спасавших Отечество от иноземных захватчиков: Александра Невского, Дмитрия Донского, Кузьмы Минина и Дмитрия Пожарского, Александра Суворова и Михаила Кутузова. Обращение к героическим страницам отечественной истории в критические дни обороны Москвы пробуждало у защитников столицы патриотические чувства, укрепляло боевой дух. Хотя немецкие газеты трубили о скорой победе, сообщали о новых успехах группы армий «Центр», операция «Тайфун» провалилась. А в начале декабря 1941 г . войска Западного и Калининского фронтов под командованием Г.К. Жукова и И.С. Конева перешли в контрнаступление. Враг был отброшен от Москвы на сотни километров.