V srpnu–září 1941 skončila obrana Kyjeva katastrofou, většina sil frontu byla obklíčena Němci, on sám se štěstím unikl z kotle v čele téměř 20 tisíc vojáků, jeho nadřízení – náčelník štábu frontu Tupikov a velitel frontu Michail Kirponos a mnoho dalších generálů zahynulo nebo bylo zajato. V nově vybudovaném Jihozápadním frontu zastával tutéž funkci. Před protiútokem u Moskvy byl jmenován náčelníkem štábu skupiny vojsk pravého křídla Jihozápadního frontu, rozpracoval plán útoku proti německé 2. armádě, úspěšně provedený v prosinci 1941 (Jelecká útočná operace).