La Operación Barbarroja (en alemán: Unternehmen Barbarossa, llamada así por Federico I) fue el nombre en clave de la invasión del Eje europeo a la Unión Soviética durante la Segunda Guerra Mundial. Comenzó el 22 de junio de 1941. Más de 3 millones de hombres atacaron a lo largo de 2.900 km de frente, lo que la convirtió en la mayor invasión militar de la historia de la humanidad. En ella participaron también 600.000 vehículos de motor y 750.000 caballos. La planificación de la operación comenzó en diciembre de 1940 y el ataque debía iniciarse el 15 de mayo. Su objetivo principal era destruir el poderío militar soviético e incluía algunos objetivos ideológicos nazis, así como aprovechar los ricos yacimientos de recursos naturales de Rusia, que serían útiles para seguir luchando en la guerra contra los Aliados.
A pesar de que los soviéticos se encontraban en un estado terrible, el Eje no completó sus objetivos. Tácticamente, los alemanes mantuvieron algunas de las zonas económicas más importantes de la Unión Soviética, principalmente en Ucrania. Sin embargo, los alemanes fueron empujados hacia atrás desde Moscú y no pudieron volver a iniciar un ataque tan grande y largo como la Operación Barbarroja en el Frente Oriental.
El invierno de 1941-42 comenzó inusualmente pronto. Los nativos no lo consideraron especialmente malo, pero los soldados alemanes, acostumbrados a temperaturas más cálidas, estaban mal preparados. El equipo alemán se estropeó con el frío, y algunos hombres todavía llevaban uniformes de verano que rellenaban con periódicos en un intento de mantenerse calientes. Muchos soldados alemanes murieron congelados por el frío extremo. En 1942 le siguió el "Fall Blau" (Caso Azul), destinado a tomar la región del Cáucaso y sus campos petrolíferos. También fracasó.
El ataque abrió el Frente Oriental de la Segunda Guerra Mundial. En Rusia se llama la Gran Guerra Patriótica. Unos años después, tras expulsar a los soldados alemanes de Rusia, los soviéticos pudieron lanzar una contrainvasión en los territorios ocupados por Alemania en Europa del Este. Invadieron la propia Alemania e iniciaron la Batalla de Berlín, la última batalla antes de la rendición de Alemania. Aunque los rusos acabaron rechazando a los alemanes, el coste fue tremendo. Murieron alrededor de cinco veces más rusos que alemanes.
La Operación Barbarroja fue la mayor operación militar de la historia de la humanidad, tanto por el número de hombres implicados como por el número de personas que murieron. La operación abrió un teatro en el que participaron más hombres que nunca antes en la historia.