Взятие Киева и оккупация Украины были важнейшими целями Вермахта на первом этапе войны. «Киевский котёл» стал крупнейшим окружением в мировой военной истории. В организованном немцами окружении погиб целый фронт - Юго-Западный. Были полностью уничтожены четыре армии (5-я, 21-я, 26-я, 37-я), 38-я и 40-я армии были разгромлены частично. По официальным данным гитлеровской Германии, которые были опубликованы 27 сентября 1941 года, в «Киевском котле» было взято в плен 665 000 бойцов и командиров Красной армии, захвачено 3718 орудий и 884 танков. Сталин до последнего момента не хотел оставлять Киев, хотя, если верить мемуарам Георгия Жукова, он предупреждал главнокомандующего о том, что город необходимо оставить ещё 29 июля. Историк Анатолий Чайковский также писал, что потери Киева, и прежде всего вооруженных сил, были бы значительно меньшими, если бы вовремя было принято решение об отступлении войск. Однако именно длительная оборона Киева задержала немецкое наступление на 70 дней, что стало одним из факторов, повлиявших на провал блицкрига и дало время на подготовку к обороне Москвы.

Сразу после оккупации Киева немцы объявили о принудительной регистрации жителей. Она должна была пройти меньше, чем за неделю, за пять дней. Сразу начались проблемы с продовольствием и светом. Население Киева, оказавшееся в оккупации, могло выживать только благодаря рынкам, располагавшимся на Евбазе, на Львовской площади, на Лукьяновке и на Подоле. Магазины обслуживали только немцев. Цены были очень высокими, а качество продуктов ужасным. В городе был введен комендантский час. С 18 часов вечера до 5 часов утра запрещено было выходить на улицу. Однако, в Киеве продолжали работать Театр оперетты, кукольный и оперный театры, консерватория, Украинская хоровая капелла В 1943 году в Киеве даже состоялись две художественные выставки, на которых выставляли свои работы 216 художников. Картины покупали преимущественно немцы. Проводились и спортивные мероприятия. Активно работали на территории оккупированной Украины и органы пропаганды. Оккупанты издавали 190 газет общим тиражом 1 млн. экземпляров, работали радиостанции, кино­сеть.

17 июля 1941 года на основании распоряжения Гитлера «О гражданском управлении в оккупированных восточных областях» под руководством Альфреда Розенберга создается «Имперское министерство по делам оккупированных восточных территорий». В его задачи входило разделение оккупированных территорий на зоны и контроль за ними. По планам Розенберга Украина была разделена на «зоны влияния». Львовская, Дрогобычская, Станиславская и Тернопольская области (без северных районов) образовали «дистрикт Галиция», который подчинялся так называемому Польскому (Варшавскому) генерал-губернаторству. Ривненская, Волынская, Каменец-Подольская, Житомирская, северные районы Тернопольской, северные районы Винницкой, восточные районы Нико­лаевской, Киевская, Полтавская, Днепропетровская области, северные районы Крыма и южные районы Белоруссии образовали «рейхскомиссариат Украина». Центром стал город Ровно. Восточные районы Украины (Черниговщина, Сумщина, Харьковщина, Донбасс) до побережья Азовского моря, а также юг Крымского полуострова на­ходились в подчинении военной администрации. Земли Одесской, Черновицкой, южных районов Винницкой и запад­ных районов Николаевской областей образовали новую румынскую провинцию «Транснистрия». Закарпатье с 1939 года оставалось под властью Венгрии.

20 августа 1941 года декретом Гитлера учреждён рейхскомиссариат Украина как административная единица Великогерманского рейха. Он включал в себя захваченные украинские территории за вычетом дистрикта Галиция, Транснистрии и Северной Буковины и Таврии (Крыма), аннексированной Германией под будущую немецкую колонизацию как Готии (Готенгау). В дальнейшем рейхскомиссариат Украина должен был охватить российские области: Курскую, Воронежскую, Орловскую, Ростовскую, Тамбовскую, Саратовскую и Сталинградскую. Столицей рейхкомиссариата Украина вместо Киева стал небольшой областной центр на Западной Украине – город Ровно. Рейхскомиссаром был назначен Эрик Кох, который с первых дней своей власти стал вести крайне жесткую политику, не сдерживая себя ни в средствах, ни в выражениях. Он прямо говорил: «Мне нужно, чтобы поляк при встрече с украинцем убивал украинца и, наоборот, чтобы украинец убивал поляка. Нам не нужны ни русские, ни украинцы, ни поляки. Нам нужны плодородные земли».

Первым делом немцы на оккупированных территориях начали насаждать свой новый порядок. Все жители должны были зарегистрироваться в полиции, им настрого воспрещалось покидать места проживания без письменного разрешения администрации. Нарушение любого постановления, к примеру, использование колодца из которого брали воду немцы, могло повлечь за собой строгое наказание вплоть до смертной казни через повешение. Оккупированные территории не имели единой гражданской администрации и унифицированного управления. В городах создавались управы, в сельских районах — комендатуры. Вся полнота власти в районах (волостях) принадлежала соответствующим военным комендантам. В волостях назначались старшины (бургомистры), в деревнях и селах — старосты. Все бывшие советские органы были распущены, общественные организации — запрещены. Порядок в сельских районах обеспечивали полицейские, в крупных населённых пунктах — подразделения СС и охранные части. Сначала немцы объявили, что налоги для жителей оккупированных территорий будут ниже, чем при советском режиме, однако по факту к ним добавились налоговые сборы на двери, окна, собак, лишнюю мебель и даже на бороду. По словам одной из переживших оккупацию женщин многие тогда существовали по принципу «один день прожили — и слава богу». Комендантский час действовал не только в городах, но и на сельских территориях. За его нарушение расстреливали на месте. Магазины, рестораны, парикмахерские обслуживали только оккупационные войска. Жителям городов запрещалось пользоваться железнодорожным и городским транспортом, электричеством, телеграфом, почтой, аптекой. На каждом шагу можно было видеть объявление: «Только для немцев», «Украинцам вход запрещен».

Оккупированные украинские территории в первую очередь должны были служить сырьевой и продовольственной базой Германии, а население – дешевой рабочей силой. Поэтому руководство Третьего рейха по возможности требовало сохранить здесь сельское хозяйство и промышленность, которые представляли большой интерес для германской военной экономики. На март 1943 года в Германию с Украины было вывезено 5950 тыс. тонн пшени­цы, 1372 тыс. тонн картофеля, 2120 тыс. голов скота, 49 тыс. тонн масла, 220 тыс. тонн сахара, 400 тыс. голов свиней, 406 тыс. овец. На март 1944 г. эти цифры уже имели такие показатели: 9,2 млн. тонн зерна, 622 тыс. тонн мяса и миллионы тонн другой промышленной продукции и продуктов питания. Однако сельскохозяйственных продуктов с Украины поступало в Германию гораздо меньше, чем немцы рассчитывали, а их попытки возродить Донбасс, Кривой Рог и другие промышленные районы закончились полным фиаско. Немцам даже пришлось посылать уголь на Украину из Германии. Кроме сопротивления местного населения немцы столкнулись и с другой проблемой - с нехваткой техники и квалифицированной рабочей силы. По данным немецкой статистики, общая стоимость всех продуктов (кроме сельскохозяйственных), отправленных в Германию с востока (то есть из всех оккупированных районов советской территории, а не только с Украины), составила 725 млн. марок. С другой стороны, из Германии было вывезено на восток на 535 млн. марок угля и оборудования; таким образом, чистая прибыль составила всего 190 млн. марок. По подсчетам Даллина, основанным на официальных немецких статистических данных, даже вместе с сельхозпоставками «контрибуции, полученные рейхом с оккупированных восточных территорий… составили лишь одну седьмую того, что рейх получил за время войны из Франции».

Несмотря на «драконовские меры» (выражение Кейтеля) на оккупированных украинских территориях, все годы оккупационного режима там продолжало функционировать движение сопротивления. В Украине действовали партизанские соединения под командованием Семена Ковпака (со­вершил рейд от Путивля до Карпат), Алексея Федорова (Черниговщина), Александра Сабурова (Сумская обл., Правобережная Украина), Михаила Наумова (Сумская обл.). В украинских городах действовало коммунистическое и комсомольское под­полье. Действия партизан координировались с действиями Красной армии. В 1943 году во время Курской битвы партизаны провели операцию «Рельсовая война». Осенью ого же года прошла операция «Концерт». Были взорва­ны коммуникации противника и выведены из строя железные дороги. Немцы для борьбы с партизанами формировали из местного населения оккупированных территорий ягдкоманды (истребительные или охотничьи команды), которых также называли «лжепартизанами», однако успешность их действий была небольшой. Дезертирство и переходы на сторону Красной армии были распространенным явлением в этих соединениях.

По мнению российского историка Александра Дюкова, «жестокость оккупационного режима была такова, что, по самым скромным подсчётам, каждый пятый из оказавшихся под оккупацией семидесяти миллионов советских граждан не дожил до Победы». На оккупированных территориях нацисты уничтожили миллионы мирных жителей, обнаружено почти 300 мест массовых казней населения, 180 концла­герей, свыше 400 гетто. Чтобы предотвратить движение Сопротивления, немцы ввели систему коллективной ответственности за акт террора или саботажа. Расстрелу подлежали 50 % евреев и 50 % украинцев, русских и других наци­ональностей от общего количества заложников. На территории Украины во время оккупации было уничтожено 3,9 млн. мирных жителей. Символом Холокоста в Украине стал Бабий Яр, где только 29—30 сентября 1941 года было уничтожено 33 771 евреев. После на протяжении 103 недель оккупанты каждый вторник и пятницу осуществляли расстрелы (общее количес­тво жертв — 150 тыс. человек).