巴库战役是联盟国对苏联第一作战阶段里的重大战役，此战很有特殊之处，按原计划，此战应该由德军打响，但真正打响此战的却是中国军队（南京军），而中国军队在打响巴库战役后第一批投入作战的部队却是伊朗军队。
月15日，巴库战役爆发。当天清晨，超过十五万事先已经陆续集结到伊朗西北部地区的伊朗军跨过国界线，大举攻击苏联的阿塞拜疆苏维埃社会主义共和国，顷刻间，惊雷遍地、战火纷飞。在“真主至大”的波斯语呼喊声中，十几万伊朗军猛烈地冲击向苏军。对于伊朗军的攻击，外高加索地区的苏军并没有被打了个措手不及，因为伊朗军在先前浩浩荡荡地向伊朗阿塞拜疆边界处集结军队根本就不是什么秘密，实际上，伊朗军也没进行什么掩饰活动，完全是光明正大地进行军队集结活动，因此外高加索地区的苏军早就有所准备了，战线没有被伊朗军轻易突破。
高加索地区即里海和黑海之间的地区，总面积约44万平方公里，此地的大高加索山脉是亚欧两大洲分界，当地被大高加索山脉分为北高加索（前高加索）和外高加索（南高加索），北高加索属于欧洲，在行政上是俄罗斯的领土，外高加索属于亚洲，即阿塞拜疆、格鲁吉亚、亚美尼亚三个国家，三国都是苏联的加盟国，联盟国急切需要占领的巴库正是阿塞拜疆首都。在军事划分上，北高加索地区是苏军的北高加索军区，外高加索三国是苏军的外高加索军区。此时率部抵抗伊朗军的苏军总指挥官是苏军外高加索军区司令科孜洛夫中将，对于伊朗军的入侵，科孜洛夫并不觉得意外，伊朗加入联盟国是公开的事情，伊朗既跟原属于苏联的中亚地区接壤，也跟属于苏联的外高加索地区接壤，中亚战役中，伊朗军协助南京军作战，眼下，伊朗军自然可以也协助德军作战。德军在猛攻高加索地区的大门斯大林格勒，伊朗军在苏军背后下手，突袭高加索地区的后方，无疑是水到渠成的事情，因此科孜洛夫颇费苦心地进行战备工作，深挖壕、高筑墙、广积粮，使得苏军在外高加索地区南部与伊朗和与土耳其接壤地区构建起多道防线，这些防线其实谈不上坚固，如果是德军来攻击，估计花不了多久就能攻破，即便换成重火力、攻坚能力不如德军的南京军来攻击，也不是十分困难的事，但对于伊朗军（以及土耳其军）而言，这些防线则不亚于横卧在匈奴大军前的万里长城般难以逾越。
中亚境内的南京军是第31军和第37军，两军分工明确，第31军负责南部，第37军负责北部，不过，由于第37军需要承担鄂木斯克、巴尔瑙尔等属于北亚地区的作战，因此重心北移，中亚基本上是第31军负责，军长陈明仁成了坐镇中亚的封疆大吏，并且还负责对伊朗的“军事指导”，这使得陈明仁又成了伊朗的“太上皇”。陈明仁把军参谋长陈济桓派去伊朗，所以伊朗军对外高加索地区展开攻击的实际总指挥官是陈济桓。此战前，陈济桓面见伊朗国王礼萨汗，提出了“巴库战役”构思，但礼萨汗热情不高，虽然谈不上消极避战，但确实不积极。陈济桓醒悟，当初打中亚，中国许诺把土库曼分给伊朗，所以伊朗十分卖力，现在打外高加索，中国没许诺给伊朗好处，伊朗自然有些磨磨蹭蹭。陈济桓立刻发电报请示蒋纬国，蒋纬国骂道：“这些伊朗人！简直是懒驴上磨屎尿多！不给好处不干活！岂有此理！”
“我们怎么办？”陈济桓有些焦急。
蒋纬国想了想，回复陈济桓：“我立刻让顾维钧去见礼萨汗，郑重许诺，只要伊朗军打下巴库，就把外高加索三国（阿塞拜疆、格鲁吉亚、亚美尼亚）都分给伊朗。”
陈济桓吃惊道：“给的是否太多？”
蒋纬国冷笑：“也要看看伊朗人有没有本事打到巴库！”
接到蒋纬国许诺的礼萨汗顿时大喜过望，当初帮助南京军打中亚，中国政府言而有信，把土库曼分给了伊朗，让伊朗国土大增，让礼萨汗本人也威望大增，更是把礼萨汗刺激得“雄心万丈”，礼萨汗下定决心，伊朗坚定不移地跟中国、德国一起打世界大战，分到大片领土，让伊朗在战后能够成为“二流帝国”（在礼萨汗心里，一流帝国自然是德国、中国、意大利、日本这四个联盟国阵营里的“大哥国家”），重现波斯帝国的辉煌，他本人也会成为“当代居鲁士大帝”（波斯帝国的缔造者），正因为有这种想法，礼萨汗才故意拖拖拉拉，就等着蒋纬国给他许诺好处。若能得到外高加索地区，伊朗领土将会再次增加约20万平方公里（中亚战事结束后，伊朗得到土库曼，领土已经增加了约50万平方公里），并且外高加索地区土地肥沃、资源丰富、经济发达，比土库曼更有价值。礼萨汗和伊朗高层不得不动心，于是下足力气地参战。先后被投入巴库战役的伊朗军约18万，都是伊朗军队里的主力，清一色苏械装备（中德提供的），很多部队里都配有南京军的军事顾问。
尽管如此，伊朗军并未势如破竹，虽然攻入阿塞拜疆境内，但举步维艰并且损失很大，打了三天三夜，进展最好的部队也不过进入阿塞拜疆境内五十多公里，伤亡则高达三万多人，苏军伤亡仅是伊朗军的四分之一。究其原因，共有三点，一是苏军武器装备明显优于伊朗军，特别是坦克、火炮等重武器，更是大大地超过伊朗