在「巴巴羅薩」行動中，德軍投入了近2000架戰機，編組成3個航空隊。不過，德國空軍在對蘇聯的進攻中名義上共投入1945架戰機，其中，真正能夠使用的戰機只有1280架，包括510架轟炸機、290架俯衝轟炸機、440架單發動機戰鬥機和40架雙發動機戰鬥機，另外還有120架遠程偵察機。
據德國空軍情報官員估計，蘇軍的戰機數量達到4000多架。希特勒在獲悉這個消息後也不免感到震驚。實際上，德軍估計的數據至少偏差了50％，他們僅僅探測到了紅軍在蘇聯歐洲部分的 30％的機場和部隊。然而，德國空軍認為自身在數量上的不足，完全可以憑藉其飛行員的豐富經驗和戰機的優良品質來加以彌補。在他們眼中，蘇聯空軍的訓練水平非常低劣。
在「巴巴羅薩」行動還處於計劃階段時，德國陸軍與空軍之間就曾爆發過一場爭論——陸軍打算在破曉時分發起進攻，而空軍則必須在天亮之前起飛，進入有利陣位，在黎明時分對蘇聯空軍基地進行突擊。儘管陸軍希望空襲能夠有效地壓制敵軍陣地，卻擔心飛機在黎明前出動將會打草驚蛇，引起蘇軍邊防部隊的警惕。
最後的解決辦法是從第2、第3和第53轟炸機大隊抽調20-30 架「海因克爾」He 111型和「道尼爾」Do 17型轟炸機，它們將在破曉前起飛，每3架組成一個飛行編隊，在 5000米高空飛行，以免被蘇軍發現，最終潛入蘇聯領空。凌晨3時30分，它們將對邊境上一些預定的蘇軍機場進行俯衝轟炸：第53轟炸機大隊負責襲擊比亞韋斯托克和明斯克之間白俄羅斯地區的機場，第2轟炸機大隊的「道尼 爾」17型戰鬥機負責突襲格羅德諾和維爾紐斯地區的機場，第3轟炸機大隊襲擊布列斯特到科布林之間的目標。
▲ 一個身著工作服的德國空軍地勤組正在努力拉動一根繩索，將一枚炸彈裝填進「海因克爾」He 111型轟炸機的炸彈艙。在戰爭期間，He111型轟炸機是德國空軍最主要的轟炸機型之一，一直使用到戰爭結束。
一種新型的SD-2型殺傷炸彈被用在了最初的突然襲擊中。盟軍給它起了一個綽號叫「蝴蝶炸彈」，但德國空軍更喜歡稱它為「魔鬼之卵」。這種炸彈重2千克，有一個帶有彈簧的外殼，在下落過程中會像翅膀一樣伸展開來，以此來降低落地速度。它在遇到撞擊或飛行一段時間後爆炸，殺傷半徑達12米。「梅塞施米特」Bf 109和「容克」Ju 87型戰鬥機可以掛載96枚該型炸彈，而「道尼爾」Do 17型則可以掛載360枚。
這類炸彈對於攻擊未裝甲目標和飛機特別有效——其直接命中時所產生的威力相當於一發中型高射炮彈。然而，這種炸彈有兩個缺點：一是比較容易卡在炸彈掛架上，隨後爆炸；二是容易在飛機著陸時落在地面上，給德軍地勤人員造成不必要的殺傷。後來，經過改進的SD-2型炸彈被放置在一個特定的容器里，這個容器只有在炸彈遠離機體時才會打開，就這樣，SD-2型炸彈成為世界上第一種集束炸彈。