Войну собирались вести на чужой территории с малыми потерями, но план наступления не был полностью разработан. Не уделялось должного внимания организации оборонительных действий. Существовавший проект обороны государственной границы представлял собой лишь план прикрытия мобилизации и развертывания Красной Армии, а не продуманный комплекс оборонительных мероприятий по защите западных рубежей страны. Вероятные направления основных вражеских ударов оказались недостаточно прикрыты. Значительная часть войск сосредоточилась во Львовском выступе. Армии первого эшелона не были вовремя приведены в боевую готовность и не успели занять подготовленные рубежи. Их выдвижение к границе во время начавшегося сражения приводило к большим потерям. Незавершенность подготовки армий приграничных военных округов к отражению массированной вражеской агрессии стала одной из основных причин неудач Красной Армии в начале войны.
22 июня войска нацистской Германии и ее союзников вероломно вторглись на территорию Советского Союза. Началась Великая Отечественная война. 23 июня в СССР объявили мобилизацию военнообязанных граждан. В течение года в ряды Красной Армии из Советской Украины было призвано 3185000 человек. Свыше 1300000 граждан стали народными ополченцами. Большая часть промышленных предприятий переориентировались на производство продукции военного назначения.
22 июня советское командование, ошибочно оценив обстановку, приказало войскам Юго-Западного фронта приступить к наступательной операции в сторону Люблина. В ожесточенном встречном сражении с немецкой группой армий «Юг» основные силы Юго-Западного фронта потерпели поражение.
В условиях внезапности нападения и преимуществе противника на направлениях основных ударов, 23 июня 5 советских механизированных корпусов (8, 9, 15, 19, 22) в районе Луцка и Дубно нанесли встречные удары по наступающим немецко-фашистским войскам группы армий «Юг». До 29 июня 1941 г. между механизированными корпусами Юго-Западного фронта и 4 немецкими танковыми дивизиями развернулось крупнейшее в истории танковое сражение. В результате окружить и разгромить вражеские танковые соединения не удалось, советским танковым частям был нанесен большой урон, но блицкриг вермахта провалился, темпы немецкого наступления значительно снизились, включая важное ровенское направление. Войска Юго-Западного фронта организовано отступили к Киеву.
С 24 июня 1941 года заработал совет по эвакуации УССР, благодаря деятельности которого удалось эвакуировать в тыл 3500000 граждан, множество важных предприятий, около 6300000 голов скота.
26 июня командование Юго-Западного фронта получило приказ Ставки занять оборонительные рубежи на старой границе. 19 и 16 армии Юго-Западного фронта срочно перебросили в Белоруссию, намереваясь спасти Западный фронт, который находился в очень тяжелом положении. Командование фронта занялось организацией отхода армий и подготовки к 9 июля оборонительной линии на укрепленных районах старой границы.
2 июля немецкие и румынские войска развернули наступление на могилев-подольском направлении против 9 армии Южного фронта. Группа армий «Юг» продолжала наносить основные удары в сторону Житомира и Киева, Проскурова и Винницы. 1—9 июля немецко-фашистским войскам после напряженных боев удалось захватить укрепрайоны первой линии: Шепетовского, Изяславского, Проскуровского, Староконстантиновского, а также Новоград-Волынского второй линии. К 9 июля войска Юго-Западного фронта отступил на рубеж: Коростенский укрепрайон, восточнее Бердичева и Житомира, Остропольский, Летичевский, Каменец-Подольский укрепрайоны. Основные части правого фланга Южного фронта обороняли Каменец-Подольский и Могилев-Подольский, Кишинев. Соединения левого фланга 9 армия с Дунайской военной флотилией оборонялись по рекам Прут и Дунай.
