5 августа начальник штаба дислоцированной на Востоке 18-й армии генерал-майор Э. Маркс представил начальнику генштаба ОКХ оперативно-стратегическую разработку ("План Фриц"), согласно которой 147 германских дивизий, развернутые в двух группах армий на московском и киевском направлениях, должны были наносить главный удар на Москву, после занятия которой следовало повернуть часть сил для поддержки войск, действующих на Украине. Операция должна была завершиться выходом войск на линию Архангельск - Горький - Ростов-на-Дону. В начале сентября первый обер-квартирмейстер генштаба сухопутных сил вермахта генерал Ф. Паулюс получил задачу на основе плана Маркса составить общий план кампании, что было им выполнено к 29 октября 1940 г. Однако дальнейшее изучение вопросов войны с СССР привело к появлению еще нескольких вариантов. Так, 15 сентября 1940 г. в оперативном отделе штаба ОКВ был подготовлен оперативный вариант подполковника Б. фон Лоссберга, согласно которому предусматривалось развернуть против СССР три группы армий. Две группы армий развертывались к северу от Полесья и наносили удары в Прибалтике и Белоруссии. Центральная группа армий при достижении района Смоленска должна была получить оперативную паузу и, в случае необходимости, помочь северной группе армий в наступлении на Ленинград. Южная группа армий двумя ударными группировками от Люблина и из Румынии наносила бы удары на Днепропетровск с целью окружить и уничтожить советские войска на Украине. Общей целью кампании считался рубеж Архангельск - Горький - Сталинград - Ростов-на-Дону1592 .
Начальник штаба группы армий "Юг" генерал Г. фон Зоденштерн предложил создать три группы армий. Северная группа армий из Восточной Пруссии и северных районов Польши должна была наступать на фронте Витебск - Могилев и далее на Москву. Южная группа армий, развернув силы в южной Польше и Румынии, должна была наступать на Киев и далее на северо-восток и в сторону Харькова. Между ними следовало создать третью группу армий, которая должна была охватить Полесье и прикрыть фланги остальных войск. Командующий группы армий "Юг" фельдмаршал Г. фон Рундштедт предлагал следующий вариант. Северная группа армий наступает на Ленинград и, взяв его, устанавливает связь с финнами. Центральная и южная группы армий в это время достигают линии Ильмень - Орша - Киев - Одесса и закрепляются на ней до следующей весны. В случае благоприятной ситуации на фронте можно было предпринять наступление на Москву силами северной и центральной групп армий, а все остальные операции откладывались на 1942 г. Начальник штаба группы армий "Б" генерал Г. фон Зальмут предлагал наносить главный удар севернее Полесья с целью захвата Ленинграда и Москвы. Схожий вариант рассматривал начальник штаба 4-й армии генерал Г. Блюментрит, а командующий 3-й танковой группой генерал Г. Гот предлагал сосредоточить все танковые группы в Восточной Пруссии, откуда они должны были наступать на Ленинград, после чего на Москву и далее на Украину. В это же время остальные войска должны были достичь рубежа Днепра1593 .
Наряду с общим планированием в генеральном штабе сухопутных войск 29 ноября, 3 и 7 декабря проводились штабные игры, на которых отрабатывались следующие вопросы: развертывание сил в начале операции; координация действий двух группировок группы армий "Юг", развернутых в южной Польше и Румынии; разграничительная линия между группами армий "Север" и "Центр"; распределение сил и снабжение после достижения первой цели на линии рек Западная Двина и Днепр; наличие резервов; задачи ВВС; взаимодействие с ВМФ. В результате германское командование пришло к выводу о необходимости действий на трех стратегических направлениях: Ленинградском, Московском и Киевском. Правда, как отмечал позднее А. Филиппи, "изучение всех этих вопросов подтвердило прежде всего мнение, что в ходе операций на все более расширяющейся, подобно воронке, к востоку территории не хватит немецких сил, если не удастся решающим образом сломить силу русского сопротивления до линии Киев - Минск - Чудское озеро"1594 . Тем не менее была сделана ставка на то, что германские войска смогут нанести решающее поражение основным силам Красной Армии в приграничной зоне до линии рек Западная Двина и Днепр, а это, возможно, приведет к краху СССР и позволит в дальнейшем избежать напряженных боев.