22日清晨，斯大林还没有听到胜利的战报，但是他还是心中坚信，两三周之后他将惩罚希特勒的背信弃义，到那时他才会出面向人民宣布，我们打败背信弃义者的无耻进攻。
中午12时整，莫洛托夫遵照斯大林的指示，发表了广播讲话。莫洛托夫说：
“今天早晨4点，德国军队未向苏联政府提出任何口实，未经宣战就对我国发动了进攻，在许多地方侵入了我国国境，派出飞机轰炸了我们的城市，我国人民面对凶恶敌人的进攻已经不是第一次了。我们的人民用卫国战争回敬了拿破仑的进攻并使他遭到失败。现在我们面对着凶恶的希特勒分子发动的反对我国的新的进军，红军和全体人民一定要把保卫祖国，保卫幸福，保卫自由的胜利的卫国战争进行到底。我们的事业是正义的，敌人必败，胜利一定属于我们。”
斯大林焦急地在等待着前线的消息，他不断询问铁木辛哥、朱可夫和瓦图京，要求得到边境战况和第二号命令执行的情况。斯大林不时地问：
“你们究竟什么时候才能把边境的战斗情况清清楚楚地报告上来？西方面军司令巴甫洛夫、西南方面军基尔波诺斯、西北方面军司令库兹涅佐夫都在干什么？总参谋部在干什么？现在战斗到底在什么地方进行？敌人在那里？”
情况不明使斯大林的情绪十分压抑，他再也不能等待了，他在办公室里走来走去，最终决定，派人到前线实地了解一下战斗情况。13点，斯大林指出：
“我们的各个方面军司令员缺乏足够的作战指挥经验，看来有点慌。因此决定紧急派遣大本营有权威的代表到西南方面军和西方面军去。去巴甫洛夫处的是沙波什尼科夫和库利克，去基尔波诺斯处的是朱可夫。现在就立即出发，乘飞机去。”
总参谋长朱可夫问了一句：“在目前复杂情况下，有谁来领导总参谋部呢？”
斯大林答道：“把瓦图京留下，我们这里还可以对付。”
斯大林终于等来了消息，据有关消息说，由于苏军的顽强抵抗，德军的进攻已被击退。铁木辛哥立即发布了第三号命令。命令要求：“西北方面军及西方面军应采取集中突击的办法包围并歼灭敌苏瓦乌基集团，至24日黄昏时占领该地区；西南方面军应以若干机械化军和全部空军，以及第5、第6集团军其他部队的集中而强大的突击包围并歼灭在弗拉基米尔—沃伦斯基及布罗德方向上进攻的德军集团。到6月24日黄昏时占领卢布林地区。”
斯大林补充说：“在从波罗的海直至与匈牙利接壤的国境线上，我允许越过国境线，可不受国境线的限制。”
但是，这些命令要么是根本就没有送达，要么是难以执行，要么是无力执行，要么是在执行中遭受惨败。
完全没有准备的苏军在德军的突然打击下，损失惨重，仅战争第一天，苏军就损失飞机1200架，其中800余架被击毁在机场上，德国空军成功地夺取了制空权。德军的装甲、摩托化部队也迅速突破苏军防线，向前推进了50至60公里，边境地区的军用仓库、储备的武器装备和军需物资几乎全部落入德军之手。
西方面军损失最为严重。西方面军的兵力集中在比亚威斯托克突出部，该突出部是一个凸向波兰的弧形区域，南北宽约百里。西方面军把三个集团军一线部署在突出部的北、西、南三个方向，北边是库兹涅佐夫指挥的第3集团军，中间是戈卢别夫指挥的第10集团军，南边侧方是科罗布科指挥的第4集团军。三个集团军孤零零地部署在突出部，就像并肩排列在德军张开的大口中，德军只要上下一合牙，就能把他们吃掉。
博克将自己的部队分成两路，像铁钳一样从突出部的南北两翼夹向苏军集团，没有任何准备的苏军很快陷入了极为不利的局面，仅战争第一天，博克的中央集团军就将苏军的3万余人重重包围，第四天就攻到了苏联西部重镇明斯克。
听到这一消息，斯大林大发雷霆。德军在几天内就逼近了明斯克，如果不迅速堵住它的进攻，德军将很快突入斯摩棱斯克，直接威胁苏联的首都莫斯科。看来，德军进攻的主要方向不是自己预想的西南方向，而是最直接、能给苏联带来最大威胁的正西方向，必须加强对这一方向的指导。他迅速打电话给正在西南方面军的朱可夫，急切地说：
“西方面军形势严重，敌人逼近了明斯克。我不明白巴甫洛夫是怎么了？库利克元帅在哪里？沙波什尼科夫在这关键时刻又生病了，你能不能马上飞到莫斯科来！”
6月26日深夜，朱可夫急匆匆赶回莫斯科，从飞机场直接来到斯大林的办公室。当他走进斯大林办公室时，国防人民委员铁木辛哥、第一副总参谋长瓦杜丁正笔直地站在斯大林的身旁，他们脸色苍白，面容消瘦，眼睛布满血丝。斯大林冲朱可夫点了点头，然后说道：
“请你回来是想分析一下当前西部的情况，看看应该采取什么行动。”
朱可夫说：“给我们40分钟时间，将那里的情况分析一下。”
“好吧，我给你们40分钟。”斯大林说。
朱可夫认为，现在西方面军的形势极为严重，单靠它本身的力量已经无法挡住德军的进攻，必须调集新的部队，加强那里的防御。
铁木辛哥、瓦图京表示同意朱可夫的分析。最后，他们决定：立即组织第13、第19、第20、第21、第22集团军，在西维德纳-波洛茨克-维捷布斯克-奥尔沙-莫吉廖夫一线占领防御，并使用统帅部预备队的第24和第25集团军，在斯摩棱斯克-戈梅利一线建立第二道防线，同时迅速在莫斯科组建2～3个集团军。目的是，在通往莫斯科的道路上建立纵深梯次防御，疲惫敌人，将其阻止在某一区域，然后伺机反攻。
斯大林批准了这一建议。
但是，气势正盛的德军并没有给苏军以喘息之机。6月28日，德军装甲部队攻占明斯克，封闭了对苏军西方面军的大包围圈。同日，随后跟进的德军第4、第9集团军在比亚威斯托克以东地域会合，完成了对苏军的近距离合围，将比亚威斯托克小包围圈同东部的新格鲁多克大包围圈完全分割开来。苏军损失惨重，据德军统帅部7月11日战报称，德军共俘虏苏军328898人，缴获坦克3332辆，火炮1809门。
斯大林听到这一消息，再也忍耐不住自己的愤怒。一个方面军司令怎么在一个星期之内把什么都丢得干干净净呢？当初自己在这里任命巴甫洛夫为西部特别军区司令员时，他给自己的印象不错，他在报告时条理清楚，显得老成持重，很有信心。难道说他经验不足？不可能啊！他参加过第一次世界大战、国内战争、中东铁路之战、支援过西班牙国内战争，并且由于战功卓著，而被授予苏联英雄称号，后来又参加过苏芬战争，应该说也是久经沙场了。惟一不足的是他连升几级，还缺乏统帅大部队的经验和智慧，对错综复杂的环境还缺乏足够的应变能力。
实际上，斯大林在极度缺乏高级指挥员的时代，提拔巴甫洛夫没有错。巴甫洛夫富有爱国精神、大胆、英勇、敬业。他在战争威胁面前，曾有一定的警惕。
巴甫洛夫从1940年8月起，举行过5次集团军级的野战演习，1次集团军级的指挥员和司令部就地作战演习，5次军级的作战演习，1次方面军级的演习，一次有两个坦克军参加的无线电演习，2次师级和1次军级操练。他仔细地注视着敌军的部署情况，一再向国防人民委员提出将军区部队由纵深调至边境地区。巴甫洛夫知道德国人准备发动突然袭击，所以请求允许进驻国境沿线的野战工事，但是他的请求没有得到国防人民委员的允许，他们害怕这样会招来德国人的进攻。
斯大林没有去想这些，也没有去想西方面军面临的是数倍的德军，更没有去想由于自己的失误，使西方面军的部队在战争爆发时，军区还在进行整编，5个坦克军、1个空降军、3个反坦克旅都没有组建完毕，物资装备都不齐全。斯大林唯一想起的是，巴甫洛夫的西方面军在连连打败仗。
斯大林呆呆地站在窗前，一动不动地注视着莫斯科的夜色。他不由得想起图哈切夫斯基以前给自己写的一封信，其中一段话还记得很清楚。“未来的战争将是发动机的战争。装甲坦克部队的集中可以形成强大的突击拳头，要抗御他们是很不容易的。”他设想如果让图哈切夫斯基处在巴甫洛夫的位置，也许很多事情就会是另一番景象，往事不堪回首。看来，现在要扭转不利局面，最直接、最有效的办法就是撤换军事长官，加强对军队的指挥，改变目前的混乱局面。
6月30日，他打电话给总参谋长朱可夫，命令召回西方面军司令巴甫洛夫，宣布解除他的职务。由铁木辛哥接任他的职务。
与巴甫洛夫一起被解除职务的还有方面军参谋长克利莫夫斯基赫少将、方面军通讯主任格里戈里耶夫少将、第4集团军司令员科罗布科夫少将。不久，这些人立即被送交军事法庭，以叛国罪、渎职罪判处死刑，并没收全部个人财产。
再说西北方向，在西北方向组织防御的是西北方面军的第8、第1和第27集团军，共有44万人，库兹涅佐夫任司令员。西北方面军与防守列宁格勒的北方面军合作，由伏罗希洛夫元帅统一指挥。他们的主要任务是，防守苏联十月革命的摇篮、有苏联第二首都之称的列宁格勒。
德军的攻势十分凌厉，很快占领了维尔纽斯、陶格夫匹尔斯、里加。斯大林再也按捺不住对库兹涅佐夫的失望，他决定改组西北方面军，撤消库兹涅佐夫上将司令员的职务，由原第8集团军司令索宾尼科夫少将接任，瓦图京中将任参谋长。
但是，仓促改组的班子一时无法扭转被动局面，德军就像潮水一样继续向苏军冲来，处于被动之中的苏军不仅没有还手之力，也没有招架之功。集团军在宽大的正面上作战，又没有建立纵深梯次防御所需的兵力兵器，预备队又没能及时赶到。结果，德军从行进间占领了普斯科夫城，打开了通往列宁格勒的最后一道门户。
西南方向的情况尽管比前面两个方向要好些，但是也不妙。到7月初，德军在南翼推进了300～350公里，苏军在南翼共死172323人，伤69271人，平均每天死伤16106人。
这样，在短短的3个星期，苏军就向后后退了300～600公里，德军占领了拉脱维亚、立陶宛全境、白俄罗斯大部、乌克兰和摩尔多瓦的部分领土，并进入俄罗斯联邦西部，进抵列宁格勒远接近地，威胁到斯摩梭斯克和基辅。苏军死58万余人，伤10余万人，并损失了大量物资装备。
苏联曾竭力掩盖自己的失利，随着岁月的流逝和苏联的解体，苏军严重失利的原因逐步浮出水面。从总体上看，苏军在战争初期严重失利的原因是多方面的，其中最主要的原因有以下几个方面：
首先，苏德战争爆发时间判断失误是造成苏军失利的首要原因。苏军总参军事学院院长谢他·伊万诺夫大将认为，时间判断失误对苏军的初期失利起了决定性的影响。朱可夫元帅也曾指出：“对时间判断错误这个消极因素，作用虽然逐渐减弱，但极大地增强了敌人客观上的优势，加强了他们暂时的优势，造成了我们在战争初期的严重情况。”
譬如，由于通信指挥系统尚未做好迎战的准备，结果到6月21日向西部边境军区下达进入一级战备的命令时，朱可夫、铁木辛哥从21日17时左右开始，直至22日零时30分才下达完毕，历时7个半小时。战争开始后，由于有线通信遭受严重破坏，大部分部队又没有无线电通信工具，上下左右之间的联系十分困难，各部队各自为战，局势一片混乱。统帅部不得不根据主观意志定下决心，这种状况又进一步加剧了混乱。
国防人民委员部和总参谋部的组织体制也不符合战时要求，因而不得不加以改组。结果造成大规模的人事变动。仅以总参谋部为例，6、7月间变动了393人，而且主要是领导干部。作为军队大脑的总参谋部，在战事紧急的情况下做如此大规模的人事变动，其后果是可想而知的。
其次是对苏德战争初期战法判断失误。苏联对德国侵略是有一定警惕的，但对德国一下子投入规模如此巨大的兵力实施首次突击却没有料到，认为两军将先在边境交战，然后才会投入主力作战。这样苏军在防御时缺乏纵深梯次防御，兵力部署主要在国境一线上。苏军准备在边境交战后才进行全面动员，集中和展开主力准备决战，这大大延误了战机，丧失了御敌良机。
加上战前制定的作战计划以及部队的部署、边境筑垒工事的构筑、仓库和作战物资的配置都深受御敌于国门之外和对战争初期认识的影响。战前苏军总参谋部提出并几经修订的作战计划，始终把以强大的反击将战斗行动迅速推到敌领土上去视为主导思想，计划根本没有考虑在敌人大规模进攻下的防御问题，更不要说必要的退却了。在军队的部署上，担任掩护的第一梯队只有少数部队配置在国境线上，大部分军队驻在离边境8～20公里或更远的营房里。而预备队又分布在离边境不远的地区，根本没有考虑纵深防御、物质技术器材的储备点，机场也是从便于部队反击考虑的，大多配置在离边境近的地域，因此，战争爆发后，在德军强大炮火和航空火力的突击下损失惨重。
斯大林对德军主突方向判断失误对西方面军的失利也密切相关。
战前，斯大林认为，德军未来对苏作战的主要突击方向将在西南方向，因为在他看来，苏德战争将是一场长期的大规模战争。