紅軍的空軍（VVS）對德國空軍並未造成立即的威脅。雖然所擁有飛機數量世界第一，約19,533架，其中7,133架部署於西部各軍區；但與陸軍一樣，空軍的裝備大多已經落伍；大清算對飛機設計師與空軍指揮層造成重大打擊，葬送了早先蘇聯航空技術的領先地位。在某些方面勝過德國飛機的新機型，如MiG-3戰機、IL-2對地攻擊機（Sturmovik），才剛於1941年春服役，由於指揮官擔心意外發生而將換裝訓練減至最低，導致開戰時在空戰中落居下風。空軍預計在戰爭開始後，由新佔領區發動大規模空中攻勢；但是，前沿區域新建的機場只有少數可以使用，既有的舊機場也少有機棚與防空武器。指揮不統一的問題也很嚴重：部分空軍師支援特定的軍團或方面軍，部分直屬最高指揮部，還有部分專門擔任內地空防任務。在開戰時的大混亂中，指揮層級間的聯繫完全失效，很難在關鍵地區進行協同的空中支援。大部分紅軍飛機上缺少無線電裝備。大清算導致空軍高層缺少資深而有經驗的指揮官，因而無法對過時、僵化的戰術進行改革。
三、紅軍潰敗
德軍的入侵蘇聯行動，無疑可被視為史上最成功的奇襲之一。雖然蘇聯並非天真地認為一紙互不侵犯協議，真能保證戰爭不會發生，但這個協議確實讓紅軍在開戰時嚐盡苦頭。如前所述，因協議與隨之而來的國界變動，導致紅軍最高指揮部必須重新規劃防禦計畫與兵力部署。但這只是一部分原因。史達林對德軍攻勢重心的誤判，也常被用來解釋開戰時重大的損失。但若非其他因素發生同樣重要的影響，這個誤判對蘇聯這樣龐大的國家而言，導致像1941年這種軍事災難的可能性不大。對蘇聯而言，德軍的奇襲是由於紅軍陸、空軍同時處於制度轉型的過程，才產生如此巨大的震撼。德軍在平均實力與戰場經驗的高峰發動入侵，而紅軍在組織、領導統御、裝備、訓練、兵力部署、作戰計畫與準則各方面，都處於青黃不接的轉型期，這才導致兵敗如山倒的慘劇。
紅軍高層在最初幾天幾乎完全無法得到前線的戰情，因為德軍系統性地破壞了軍用通訊網路。在莫斯科的決策者無法想像前線的危殆情勢，還不斷要求已經不存在的單位去執行不可能的反擊任務。直到前線潰敗的事實被接受，莫斯科仍無法得到即時的戰報，只好持續派出聯絡軍官四處調查，來掌握德軍的位置。這正是奇襲的最大效果：指管系統的全面癱瘓。然而，蘇聯國土的巨大縱深，與交通運輸網路的落後，為守軍爭取了寶貴時間，而得以從癱瘓中恢復。但這是特殊條件，沒有幾個國家能倚仗於此。希望敵人自然而然地達到攻勢頂點，鳴金收兵，是不切實際的夢想。
