В Ленинградской битве проявилось исключительное упорство, высокая активность участников обороны, сочетание контрударов с наступательными операциями. Вместе с войсками в героической обороне города участвовали его жители. С приближением врага к Ленинграду около 500 тысяч ленинградцев строили оборонительные сооружения, около 340 тысяч в составе народного ополчения, истребительных батальонов вместе с войсками Красной армии сражались на боевых позициях. Свыше 350 тысяч защитников Ленинграда были награждены орденами и медалями, 226 из них присвоено звание Героя Советского Союза. Всего же в войсках северо-западного направления (Ленинградский, Волховский и Карельский фронты) звания Героя Советского Союза были удостоены 486 человек, в том числе 8 человек дважды. Президиум Верховного Совета СССР указом от 22 декабря 1942 года учредил медаль «За оборону Ленинграда», которой впоследствии было награждено около 1,5 миллиона человек. В суровых условиях блокады, переживая огромные трудности с продовольствием, рабочие города выпускали продукцию для фронта.

В приграничных районах войска Юго-западного направления понесли большие потери, были сильно ослаблены и отходили из Западной Украины к старой государственной границе, имея задачу в прежних укрепленных районах организовать прочную оборону.

Против них действовала группа армий «Юг» в составе 1-й танковой группы, 6-й, 17-й и 11-й немецких армий, 3-й и 4-й румынских армий, венгерского, словацкого и (с 20 июля) итальянского корпусов. По данным 4-го тома 12-томной «Истории второй мировой войны 1939–1945», в середине июля она имела 63 дивизии и 16 бригад, из них немецких — 45 дивизий, румынских — 16 дивизий и 10 бригад, венгерских — 5 бригад, словацких — 2 дивизии и бригаду. Во второй половине июля в группу армий «Юг» прибыли еще 8 немецких пехотных дивизий из резерва Верховного командования и 3 итальянские.

На киевском направлении против Юго-западного фронта наносили главный удар 1-я танковая группа, 6-я и 17-я немецкие армии.

Против Южного фронта южнее Каменец-Подольского в направлении Первомайска наступали 11-я немецкая и 3-я румынская армии, венгерский корпус, словацкие дивизии, к которым позднее присоединился итальянский корпус.

4-я румынская армия с территории Румынии наступала в сторону Одессы.

Ожесточенные сражения на южном крыле советско-германского фронта длились без оперативных пауз два с половиной месяца. Протяженность фронта колебалась от 1200 километров в июле до 800 километров в сентябре, а глубина его перемещения — от 500 до 600 километров.

Перед группой армий «Юг» стояли прежние задачи, которые она не могла решить в приграничных сражениях: овладеть Киевом, захватить плацдармы на восточном берегу Днепра и одновременно левым крылом совершить глубокий охватывающий маневр через Белую Церковь, а затем окружить, расчленить и уничтожить советские войска на Правобережной Украине.

Летом 1941 года в полосе Юго-западного фронта решающие события развернулись под Киевом. Попытка противника с ходу захватить столицу Украины была отбита. 11 июля передовые части противника были остановлены на рубеже реки Ирпень. В рамках стратегической обороны наступательные действия советских войск сочетались с оборонительными. Сдерживая натиск врага, они проявляли стойкость и мужество, нередко переходили в контратаки. Даже раненые не покидали своих позиций. Лишь на шестой день боев за город, подтянув тяжелую артиллерию и бросив в бой большое количество бомбардировщиков, противник сумел ударом четырех дивизий на узком участке прорвать первую полосу укрепленного района юго-западнее Киева. В ходе последующих ожесточенных боев, введя в бой новые части, гитлеровцы смогли на отдельных участках лишь вклиниться во вторую полосу южного сектора укрепленного района, но прорваться в город не смогли.

Войска Юго-западного фронта разрушили замысел врага. Особенно отличились в этих доблестных делах 5-я армия генерала М.И. Потапова и 26-я армия генерала Ф.Я. Костенко. В июле и августе 5-я армия своими активными действиями северо-западнее Киева почти на полтора месяца сковала на своем участке фронта не менее 10 немецких дивизий и нанесла им немалые потери. Южнее Киева активно действовала 26-я армия. 7 августа она нанесла мощный контрудар, а на следующий день освободила город Богуслав. Ее ранее отошедшие за Днепр дивизии вновь форсировали реку и захватили плацдарм у села Триполье. 10 августа враг ворвался в юго-западные пригороды Киева. Однако оборонявшие город войска 37-й армии генерала А.А. Власова, созданной 8 августа из войск Киевского укрепленного района, отбросили его и к 15 августа почти полностью восстановили прежнее положение.

Стойко защищали столицу Украины трудящиеся Киева и прилегающих районов. Вместе с войсками сражалось около 35 тысяч бойцов народного ополчения.

Действия 5-й, 26-й и 37-й армий и большие потери, понесенные немецкими войсками, заставили гитлеровское командование 10 августа принять решение о прекращении штурма Киева и отказаться от попыток взять город в открытом бою.

Пока шли бои под Киевом, в район Первомайска прорвалась 1-я немецкая танковая группа и отрезала пути отхода 6-й и 12-й армий Южного фронта. Обе армии, окруженные в районе Умани, вели бои более недели, вплоть до 13 августа. Многие бойцы и командиры погибли, а выжившие оказались в плену. За счет резервных дивизий 6-я и 12-я армии были восстановлены.

Дальнейшее наступление противника в южном и юго-восточном направлениях по-прежнему угрожало окружением войскам Южного фронта. 11-я немецкая, 3-я и 4-я румынские армии, венгерские, словацкие и итальянские соединения неотступно преследовали войска Южного фронта и Отдельной Приморской армии, навязывая тяжелые бои. Войска Приморской армии отходили на дальние подступы к Одессе, Южного фронта — на рубеж Южного Буга, а затем к Днепру.

На этом направлении резервы Красной армии были исчерпаны. 12 сентября 1-я танковая группа противника с плацдарма у Кременчуга на левом берегу Днепра устремилась в северном направлении навстречу 2-й танковой группе и 2-й полевой армии из группы армий «Центр», повернутых с московского направления в сторону Конотопа и Чернигова против Юго-западного фронта.

15 сентября в районе города Лохвица они встретились, завершив окружение четырех армий Юго-западного фронта. 19 сентября по приказу Ставки 37-я армия оставила столицу Украины. Попытки незначительными силами деблокировать окруженные войска имели небольшой успех. К исходу 26 сентября прорвавшие окружение части заняли новый рубеж обороны.

Более недели шли бои в окружении. Командующий фронтом генерал-полковник М.П. Кирпонос и его штаб потеряли управление окруженными войсками, которые были расчленены на отряды и группы. Не всем удалось пробиться на восток. В бою погибли командующий М.П. Кирпонос, начальник штаба фронта генерал-майор В.И. Тупиков, член Военного совета фронта второй секретарь Центрального комитета Компартии Украины М.А. Бурмистенко. Когда жители увидели их бездыханные тела и тела павших вместе с ними бойцов и командиров, обнаружилось, что в магазинах их пистолетов и винтовок не оставалось ни одного патрона.