Operace Barbarossa (německy Unternehmen Barbarossa, pojmenovaná po Fridrichu I.) byl krycí název pro invazi vojsk evropské Osy do Sovětského svazu během druhé světové války. Začala 22. června 1941. Na frontě dlouhé 2 900 km zaútočily více než 3 miliony mužů, což z ní učinilo největší vojenskou invazi v dějinách lidstva. Zapojilo se do ní také 600 000 motorových vozidel a 750 000 koní. Plánování operace začalo v prosinci 1940 a útok měl začít 15. května. Jejím hlavním cílem bylo zničit sovětskou vojenskou sílu a zahrnovala i některé nacistické ideologické cíle, stejně jako využití bohatých ložisek přírodních zdrojů Ruska, které by se hodily k dalšímu vedení války proti Spojencům.
Přestože byli Sověti v hrozném stavu, Osa své cíle nedokončila. Z taktického hlediska Němci drželi některé z nejdůležitějších hospodářských oblastí Sovětského svazu, především na Ukrajině. Němci však byli zatlačeni zpět od Moskvy a nemohli znovu zahájit tak rozsáhlý a dlouhý útok jako operace Barbarossa na východní frontě.
Zima 1941-42 začala nezvykle brzy. Domorodci ji nezaznamenali jako zvlášť špatnou, ale němečtí vojáci zvyklí na vyšší teploty na ni byli špatně připraveni. Německé vybavení se v mrazu porouchalo a někteří muži stále nosili letní uniformy, které si ve snaze udržet si teplo vycpávali novinami. Mnoho německých vojáků v extrémním mrazu umrzlo. V roce 1942 následovala akce "Fall Blau" (Modrý případ), jejímž cílem bylo obsadit Kavkaz a jeho ropná pole. Ani ten se nezdařil.
Útok otevřel východní frontu druhé světové války. V Rusku se jí říká Velká vlastenecká válka. O několik let později, po vytlačení německých vojáků z Ruska, mohli Sověti zahájit protiinvazi na Němci okupovaná území ve východní Evropě. Vtrhli do samotného Německa a zahájili bitvu o Berlín, poslední bitvu před kapitulací Německa. Přestože Rusové nakonec Němce odrazili, stálo je to obrovské úsilí. Zemřelo přibližně pětkrát více Rusů než Němců.
Operace Barbarossa byla největší vojenskou operací v dějinách lidstva, a to jak počtem zúčastněných mužů, tak počtem mrtvých. Operace otevřela divadlo, na němž se podílelo více mužů než kdykoli předtím v historii.