مهمترین مرحله توطئه نازی ها برای "حل مسئله یهودیان" با "عملیات بارباروسا"- هجوم ارتش آلمان به شوروی (در 22 ژوئن 1941) به منظور یکسره کردن جنگ تا پیش از زمستان آغار شد. زمان زیادی برای این حمله برنامه ریزی شده بود و آلمانها برای این امر مزدوران ملی گرا و ضد کمونیست از بین اوکرایینی ها، لیتوانیی ها، لاتویائی ها و بلاروس ها تعلیم داده بودند.
برای هیتلر هجوم به شوروی، آغاز اجرای برنامه به دست آوردن "فضای حیاتی" برای ملت آلمانی و فرصتی برای از بین بردن کمونیسم منفور بود. بدین دلیل به فرماندهان ارتش دستور داد تا با سر سختی و بیرحمی تمام با کمیسارها و روشنفکران رفتار کنند. با الهام گیری از هیتلر، " فرمان کمیسارها " منتشر شد. این فرمان، مقررات و رفتار با کمیسارهای سیاسی که ارتش سرخ را همراهی میکردند و رفتار با یهودیانی که در زمینهای شوروی ساکن بودند را توضیح میداد.
در هفته های اول هجوم، غالبأ مردان به ضرب گلوله کشته شدند، در حالیکه زنان و کودکان یهودی به طور سیستماتیک به ضرب گلوله کشته نشدند. اما از اواسط اوت 1941 کشتار توسعه یافت و شامل تمام یهودیان شد.
این تصمیم به دنبال بازدید هیملر از جبهه گرفته شد. وی به این نتیجه رسیده بود که "راه حل ارضی" برای اخراج یهودیان دیگر عملی نیست. درک این مطلب تصمیم اجرای قتل عام سیستماتیک یهودیان را فراهم کرد. از این مرحله به بعد، زنان و کودکان یهودی هم به "جانوران بی فایده" تبدیل شدند که ممکن نبود از آنها به عنوان نیروی کاری استفاده کرد. تمامی یهودیان محکوم به مرگ شدند.
در پس نیروهای ارتش آلمان که با شوروی در حال جنگ بودند، چهار یگان عملیاتی ویژه(اینزتس گروپن اس.اس. که با حروف A B C D علامت گذاری شده بودند) فعالیت میکردند. - این یگان ها متشکل از مأموران اس اس، پلیس و واحد های امدادی بودند که از ساکنان محلی انتخاب شده بودند.
صد ها هزار یهودی موفق به فرار به عمق خاک شوروی شدند، اما حدود دو میلیون یهودی تحت اشغال نازی ها باقی ماندند و به قربانیان قتل عامی که به دست ایینزتسگروپن، ارتش آلمان، واحد های گوناگون پلیس و مزدوران محلی اجرا شد، تبدیل شدند. کشتارها بیشتر در جنگلها، دره ها و ساختمان های متروک نزدیک به محل زندگی قربانیان انجام میشد. در نزدیکی گورستانهای دست جمعی، به یهودیان دستور داده میشد لباس هایشان را در آورند و وسایل گرانبهایشان را تحویل دهند. از آنجا آنها را گروه گروه به گودالها میبردند و به ضرب گلوله میکشتند. بسیاری از آنان زنده به گور شدند.
تنها در دو روز از ماه سپتامبر 1941، تعداد 33,771 تن از یهودیان شهر کییف (Kiev)، به دست سربازان یگانهای زیر مجموعه اینزتسگروپه C در بابی یار به قتل رسیدند. بابی یار تبدیل به کشتارگاه روما وسینتی (کولیها) و اسیران جنگی شوروی شد. در پونار- جنگلی در ده کیلومتری ویلنا - بیش از 70,000 نفر به قتل رسیدند که اکثریت آنان یهودی بودند.
از نوامبر 1941، یهودیان و قربانیان دیگر رژیم نازی (اسیران جنگ شوروی، پارتیزانها، گروگانها و غیره) در جنگل بلاگووشچینا، در نزدیکی روستای مالی تروستینتس (Maly Trostinets) در جنوب شرق مینسک به قتل رسیدند. اولین قربانیان حدود 10,000 یهودی از گتوی مینسک بودند. از اول ماه مه 1942، یهودیانی که مستقیما از آلمان، چک، لهستان و هلند فرستاده شده بودند به قتل رسیدند. بعضی از آنها در کامیون های گاز به قتل رسیدند و تمام قربانیان در گودالهایی که از پیش کنده شده بودند دفن میشدند. طبق آمارهای متفاوت در منطقه تروستینتس حدود 206,500 تا نیم میلیون نفر به قتل رسیدند.
در اواخر سال 1941، آلمانها به این نتیجه رسیدند که قادر نیستند شوروی را با حمله برق آسا شکست دهند. و ارتش آلمان نیاز به نیروی کاری برای ساخت جاده ها، جمع آوری مینها، تهیه مهمات و تأمینات دارد. برای این منظور تصمیم گرفته شد تا یهودیانی که در اردوگاه ها و گتوها بودند به طور موقت زنده بمانند تا برای کمک به ماشین جنگی آلمان به برد گی کشیده شوند. از بین بردن یهودیان در بهار 1942 با تمام قوت از سر گرفته شد. تا پایان سال 1942 حدود یک و نیم میلیون یهودی در مناطق شوروی که به دست نازی ها اشغال شده بود به قتل رسیدند.