В 1941 силы Красной армии были выдвинуты к границе в наступательных боевых порядках. Самолеты, техника, боеприпасы были сосредоточены у самой границы, что сделало их очень уязвимыми против первого внезапного удара со стороны противника. Не исключая возможности военного столкновения с Германией, Сталин не верил, что Гитлер способен нанести удар уже в июне 1941. Сосредоточенные Гитлером силы Сталин считал недостаточными для победы над СССР.
Но 22 июня Германия напала на СССР. Началась Великая отечественная война. Важнейшим провалом политики Сталина стало начало войны, отступление советских войск, массовое их пленение. Удар, разрушивший весь первый эшелон советских войск, оказался неожиданным для Сталина, у него не было плана оборонительной войны. Сталин был растерян, с обращением к советскому народу о начале войны выступил не Сталин, а Молотов.
В конце июня 1941 был создан верховный орган, сосредоточивший всю власть в стране — Государственный комитет обороны (ГКО) под председательством Сталина, позднее он же стал Верховным главнокмандующим. Во время Великой Отечественной войны Сталин занимал также посты наркома обороны (до 1946) и вооруженных сил (до 1947). 3 июля 1941 Сталин после долгого молчания выступил по радио с обращением к советскому народу, которое начиналось словами: «Товарищи! Граждане! Братья и сестры!». Он просил у народа поддержки, взывая к его патриотическим чувствам.
Сталин лично участвовал в разработке основных операций Советской армии, за ним оставалось последнее слово при принятии важнейших решений в годы войны. Ни он, ни его полководцы не считались с большими потерями при планировании операций. В критические дни Московской битвы 1941, когда многие члены правительства были эвакуированы из Москвы, Сталин оставался в столице. Кроме того, когда его сын Яков попал в плен, Сталин отказался обсуждать вопрос его обмена.
По мере военных успехов в 1942-1944 гг. авторитет Сталина рос. Чувствуя изменение настроений в обществе, важность патриотизма, который раньше вытеснялся коммунистической идеологией, Сталин пошел на уступки народным настроениям. Были восстановлены некоторые дореволюционные традиции страны. Было признано право на существование Русской православной церкви и других конфессий. Избранный патриархом, митрополит Сергий был принят Сталиным. В 1943 в армии были введены погоны и традиционные офицерские звания, которые существовали до революции. Лучшие части советской армии стали именоваться гвардейскими. Официальная пропаганда поднимала на щит военачальников, защищавших Родину во времена самодержавия — Суворова, Кутузова, Нахимова. В 1944 был принят новый, патриотический гимн СССР, заменивший Интернационал.
В то же время репрессии обрушились на целые народы, которые, как считал Сталин, сотрудничали или могли сотрудничать с оккупационными войсками. В 1941-1944 г. были осуществлены депортации немцев Поволжья, чеченцев и ингушей, крымских татар, калмыков, карачаевцев, балкарцев, месхетинцев. В 1943 в интересах улучшения отношений с союзными капиталистическими государствами Сталин ликвидировал Коминтерн, хотя контроль за политикой коммунистических партий сохранялся.
На конференциях глав антигитлеровской коалиции в Тегеране (1943), Ялте и Потсдаме (1945) Сталин наряду с лидерами США и Великобритании определял судьбы послевоенного мира. В результате Второй мировой войны значительно расширилась территория СССР. В его состав вошли несколько районов Финляндии (1940, 1947), Литва (1940), Латвия (1940), Эстония (1940), Западная Украина и Западная Белоруссия (1939), Молдавия (1940), часть Восточной Пруссии (1947), Тува (1944), Южный Сахалин и Курильские острова (1945). В сферу влияния СССР вошли страны Восточной Европы, часть Китая и Кореи.
