大縱深作戰理論由蘇聯元帥圖哈切夫斯基最早創立，但由于種種原因，沒有在蘇軍中得到認可。
1941年，蘇聯衛國戰爭爆發后，德國的閃電戰發揮了巨大的威力。紅軍的高級將領們逐漸認識到，大縱深作戰理論是正確的。
在斯大林格勒保衛戰中，蘇軍首先大規模應用并驗證了該理論。從德軍第六集團軍兩翼包抄的蘇軍部隊，最終將德軍第六集團軍20余萬人包圍在斯大林格勒附近并最終殲滅。
然而，大縱深作戰理論開出的最絢爛的花朵，是白俄羅斯戰役和維斯瓦河-奧得河戰役。
白俄羅斯戰役示意圖
1944年6月22日，蘇軍四個方面軍共二百多萬人一起出擊，從多個地段突破德軍防線。這次作戰將大縱深作戰理論體現的淋漓盡致。首先蘇軍用步兵和炮兵作為第一梯隊，集中兵力在德軍防線上打出寬達20公里的缺口，然后坦克集團軍毫無阻礙的通過這些缺口，在德軍防線后方開啟快速突進模式。當遇到德軍的據點或者城市時，蘇軍坦克集群繞過這些據點，留給后面的摩托化部隊來進行包圍和殲滅，主力坦克集群急速向敵縱深前進。在這種攻勢之下，德軍無法在當面組織起一條完整的防線。到7月底，蘇軍中路部隊已經攻到華沙城郊，北路部隊攻到東普魯士，攻擊縱深達到驚人的400多公里。此次戰役讓德軍中央集團軍群損失了45萬人，其他各軍群也損失10萬人左右，白俄羅斯大部分領土被蘇軍解放。大縱深作戰理論得到了非常深入的驗證和發展。
維斯瓦河-奧德河戰役示意圖
1945年1月12日，蘇軍又發起了維斯瓦河-奧德河戰役。此次戰役蘇軍共集結了180了陸軍師，從多個地段同時突破德軍防線。蘇軍兩個方面軍在正面500公里、縱深100～150公里的地段突破德軍防御，擊潰“A”集團軍群主力。緊接著，蘇軍坦克軍在波蘭平原上爭先恐后的向德國邊境奔襲，到2月初，蘇軍兵鋒已經抵達德國邊境城市斯德丁，前鋒部隊距離柏林只有50公里的距離。蘇軍的這一次戰役，又向德軍防線縱深突進了400-500公里，而且只用了20天時間。
震驚北約的蘇軍“西方81” 軍演
蘇軍的這幾次戰役，將大縱深作戰理論應用的堪稱完美，而且在實戰中不斷完善該理論。在冷戰開始后，蘇軍領導的華約各國，在東歐總共有6萬輛坦克，給北約造成了巨大的壓力。在北約多次兵棋推演模擬中，華約的鋼鐵洪流從戰爭開始到攻占巴黎，只需要一周時間，推進到大西洋沿岸，也只需要兩個禮拜。
