نبرد ویازما–بریانسک
آماده‌سازی شوروی

پس از دریافت گزارش‌های اطلاعاتی از تهاجم قریب‌الوقوع آلمان به‌سمت مسکو، استاوکا (فرماندهی عالی شوروی) ۲۷ سپتامبر به جبهه‌های غربی و بریانسک نسبت به عدم آمادگی لازم در برابر «یک عملیات تهاجمی جدی» هشدار داد و موارد لازم برای ایجاد دفاع مناسب را مشخص نمود. البته جبههٔ غربی شوروی با پیش‌بینی این فرمان، از پیش اقدام به تمهیدات پیشگیرانه از جمله تشدید عملیات‌های شناسایی و تقویت مواضع ضدتانک خود کرده بود. طرح دفاعی ایوان کونیِف، فرمانده جبهه غربی شوروی و ستاد او که ۲۰ سپتامبر تکمیل شد، شش محور اصلی را برای تهاجم آلمانی‌ها ممکن می‌دانست. دو مسیر، یعنی یکی بزرگراه اصلی اسمولنسک-مسکو که کونیف منابع زیادی را صرف آن کرد و دیگری مقداری به سمت شمال در محور رژف، اهمیت بیشتری نسبت به مابقی برای او داشت. نیروهای ذخیره برای مقابله با آلمانی‌ها در این محور مستقر شدند. بخشی از این نیروهای ذخیره شامل چهار لشکر و چهار تیپ، در شمال شهر دوروگوبوژ در نزدیکی بزرگراه موضع گرفتند و قسمت دیگر شامل چهار لشکر از جمله دو لشکر سواره‌نظام، در ناحیه بلیی قرار گرفتند. این یگان‌های ذخیره شامل بیشتر تانک‌های جبههٔ غربی می‌شدند. به هر صورت هیچ نیروی قابل توجهی در محل اتصالات مهم ارتباطی در اریول، رژف و ویازما حضور نداشت. جبههٔ بریانسک نیز از ۲۸ سپتامبر فرمان‌های مشابهی به نیروهای خود صادر کرد. با این حال، صدور فرمان‌های استاوکا بسیار دیرتر از اقدامات آلمانی‌ها بود و هیچگاه جبههٔ ذخیره را در بر نگرفت. استاوکا همچنین هیچ‌گونه آماده‌سازی‌ای برای عملیات هماهنگ بین سه جبهه پیاده نکرد.
به هر صورت، شوروی از اوایل ماه ژوئیه به‌کمک مهندسان نظامی، نیروهای ساخت‌وساز و تودهٔ غیرنظامیان در حال ایجاد و تقویت استحکامات دفاعی در مسیر پایتخت خود بود. خط دفاعی در طول رودهای دسنا و سودوست در غرب ویازما، ماه اوت به خط مقدم مدافعان مسکو بدل گشت. در شرق این خط، خط دفاعی رژف-ویازما شامل دو کمربند مجزا می‌شد که یکی از دریاچه سلیگار از طریق شهرهای سلیژاروف و اولنینو تا دوروگوبوژ کشیده شده بود و دیگری در فاصلهٔ ۲۵ تا ۳۵ کیلومتری شرق آن قرار داشت. در همین حال، رهبران شوروی می‌پنداشتند بیشتر نیروهای زرهی ورماخت همچنان حوالی کیف و لنینگراد هستند؛ سرویس اطلاعاتی ارتش سرخ نتوانست حرکت بیشتر نیروهای گروه زرهی ۴ ورماخت از شمال به مرکز و بازگشت گروه زرهی ۲ به‌همراه بخشی از یگان‌های گروه زرهی ۱ از جنوب به مرکز خط مقدم را شناسایی کند؛ بنابراین آرایش دفاعی شوروی با پیش‌بینی قرارگیری محور اصلی تهاجم آلمان از طریق ویازما، در طول بزرگراه مینسک متمرکز شد و هیچ تمهیدی برای تقویت یا تمرکز قوای ذخیره در نقاط دیگر، از جمله محور جنوبی، انجام نگرفت.
دست‌کم ۴۰٪ از تمامی نیروهای ارتش سرخ از دریای بالتیک در شمال تا دریای سیاه در جنوب، در حال دفاع از محور مسکو بودند. این نیروها شامل جبهه‌های غربی، بریانسک و ذخیرهٔ ارتش سرخ با مجموعاً ۱۵ ارتش و یک گروه عملیاتی در خط مقدمی به طول ۸۰۰ کیلومتر می‌شد. این جبهه‌ها شامل ۹۵ لشکر (۸۳ تفنگ‌دار، ۲ موتوریزه، ۱ تانک و ۹ سواره‌نظام)، ۱۳ تیپ و دو منطقه استحکامات با توان ۱٬۲۵۰٬۰۰۰ نفر بودند. از این مقدار، ۶۶ لشکر تفنگ‌دار در لایهٔ نخست، ۱۷ لشکر تفنگ‌دار و ۷ تیپ تانک در لایه دوم و ۱۲ لشکر تفنگ‌دار و ۶ تیپ تانک در جایگاه ذخیره قرار گرفتند. بر طبق مفهوم دفاعی استاوکا، سه جبههٔ شوروی به‌صورت لایه‌به‌لایه در عمق مستقر شدند تا از پیشروی آلمانی‌ها به‌سمت مسکو جلوگیری شود. شدیدترین دفاع‌ها در جادهٔ اسمولنسک-مسکو (بزرگراه مینسک) و جاده روسلافل-مسکو (بزرگراه ورشو) تعبیه شد. نیروهای مدافع در دو گروه آرایش یافتند که مهم‌ترین آن شامل جبهه‌های غربی و ذخیره می‌شد که با دوازده ارتش از محور مسکو محافظت می‌کردند.
شوروی مقادیر زیادی از نیروی انسانی، تسلیحات، اراضی، ظرفیت صنعتی و منابع طبیعی خود را از دست داده بود. ارتش سرخ با معضلات تدارکاتی دست‌وپنجه نرم می‌کرد و ذخایر سوخت و مهمات و ظرفیت ترابری آن پس از ضدحملات ناحیه اسمولنسک از بین رفته بود. تا این زمان، خسارات نبردهای پیشین میانگین توان لشکرهای تفنگ‌دار ارتش سرخ را به حدود تنها ۳ هزار نفر رسانده بود و تعداد یگان‌های متحرک آن در محور مسکو را به تنها یک لشکر و ۱۳ تیپ تانک، مجموعاً با ۷۷۰ تانک و دو لشکر موتوریزه، کاهش داده بود.
به‌دلیل مشارکت فعالانه در عملیات‌های تهاجمی گذشته، هیچ‌یک از سه جبههٔ شوروی آمادگی خوبی برای ارائه دفاع مناسب نداشتند. تنها مجموعاً ۱۹۳ هزار نفر جهت جایگزینی تلفات پیشین به این سه جبهه اختصاص یافت که بسیار کم‌تر از کاستی‌ها بود. این جبهه‌ها افسران آموزش‌دیده، هواگردهای مدرن و تسلیحات مؤثر ضدهوایی و ضد تانک کافی در اختیار نداشتند. یگان‌هایی که به هر سه جبهه شوروی تعلق گرفتند، ترکیبی از لشکرهای از پیش آسیب‌دیدهٔ قدیمی و آرایش‌های جدید داوطلبان مردمی با تسلیحات و آموزش ضعیف بودند. بسیاری از لشکرهای تفنگ‌دار ارتش سرخْ توپخانه و مسلسل‌های مورد نیاز را در اختیار نداشتند. کمبود مداوم ادوات موتوری هم باعثِ تحرکِ بسیار کمترِ مدافعان نسبت‌به مهاجمان می‌شد. البته برخلاف ورماخت که نیروی ذخیره‌ای برای گروه ارتش مرکز قرار نداده بود، ارتش سرخ مقداری نیروی ذخیره برای خود در دفاع از مسکو فراهم کرد.
ادوات هوایی شوروی تنها بخشی بودند که از منظر عددی با توان آلمانی‌ها قابل قیاس بودند. شوروی شش گروه هوایی ذخیره شامل چهار تا شش هنگ هوایی تحت فرمان مستقیم استاوکا تشکیل داد. ایوان کونف، فرمانده جبهه غربی شوروی که تنها ۳۷۳ هواگرد پس از نبردهای اطراف یلنیا برای یگانش باقی مانده بود، پنج روز پیش از آغاز تهاجم آلمانی‌ها از استاوکا درخواست نیروی کمکی در این زمینه کرد. یگان‌های هوایی به‌شدت آسیب‌دیدهٔ جبهه غربی بلافاصله با پنج لشکر و چندین هنگ هوایی از منطقه نظامی مسکو و گروه‌های هوایی ذخیره تقویت شدند. بدین ترتیب، توان هوایی جبههٔ غربی شوروی تا ۱ اکتبر به ۸۶۳ هواگرد شامل ۵۷۸ بمب‌افکن و ۲۸۵ جنگنده رسانده شد. البته از این مقدار ۳۰۱ بمب‌افکن و ۲۰۱ جنگنده در حالت عملیاتی بودند. بمب‌افکن پی‌ایی-۲ و هواگرد تهاجمی ایل-۲ در صحنهٔ نبرد مسکو برای نخستین‌بار توسط نیروی هوایی شوروی به‌صورت عمده در خط مقدم به کار رفتند.