عملیات بارباروسا
مرحله دوم > مرکز خط مقدم (غرب روسیه)

مقالهٔ اصلی: نبرد اسمولنسک
در حالی که هیتلر سلطه بر مناطق تحت محاصره و پاکسازی اراضی پشت سر نیروهای جلودار را لازمه ادامه کار می‌دید، هالدر به حفظ شدت پیشروی اولویت می‌داد. هیتلر ۲۹ ژوئن از گروه ارتش مرکز خواست اجازه پیشروی فراتر از بابرویسک را به گودریان ندهد. با وجود این، هالدر امیدوار بود «فرماندهان میانی بدون دریافت دستور صریح، به ابتکار خود کار درست را انجام دهند» و گروه زرهی ۲ خود را به رود دنیپر برساند. از آنجایی که هالدر مطمئن شده بود دیگر ارتش سرخ قصد عقب‌نشینی ندارد، می‌پنداشت پیشروی سریع به سمت گذرگاه‌های دنیپر برای به محاصره درآوردن نیروهای دشمن، سلطه بر اسمولنسک و باز شدن راه مسکو ضروری است.
هالدر ۳۰ ژوئن به دو گروه زرهی ۲ و ۳ دستور داد نواحی مجاور رود دنیپر را به‌سرعت پاکسازی کنند. دو ارتش دوم و نهم ورماخت همان روز موفق شدند کار پاکسازی محاصره کوچک‌تر بیاویستوک را به پایان برسانند و نخستین سپاه‌های پیاده‌نظام آن‌ها توانستند به طرف نیروهای زرهی حرکت کنند. برای هماهنگی بیشتر بین نیروهای زرهی و قوای پیاده، دو گروه زرهی ۲ و ۳ به همراه ۲ سپاه دیگر تحت فرمان فیلدمارشال گونتر فن کلوگه و ستادش در ارتش چهارم قرار گرفتند تا «ارتش چهارم زرهی» را شکل دهند.
در جناح جنوبی، ۵ ژوئیه جناح راست گروه زرهی ۲ موفق شد در نزدیکی روگاچف به رود دنیپر برسد. روز ۷ ژوئیه سپاه ۳۹ موتوریزه ورماخت از گروه زرهی ۳ در شمال اورشا زیر ضدحمله ۲ سپاه مکانیزه ارتش سرخ قرار داشت. این ضدحملات بی‌ثمر در مجموع در عرض پنج روز بیش از ۸۳۰ تانک از مجموع ۲۰۰۰ تانک شوروی را از بین برد و راه را برای آلمانی‌ها برای پیشروی به سمت اسمولنسک باز کرد. گروه زرهی ۳ در جناح چپ حالت تدافعی گرفته و تمام حملاتش را بر ویتبسک در بخش مرکزی متمرکز کرده بود که به تصرف آن در ۹ ژوئیه انجامید.
حرکت دو گروه زرهی ورماخت در قالب برنامه به محاصره درآوردن مجدد نیروهای دشمن در یک منطقه بزرگ این بار با بستن حلقه محاصره در شرق اسمولنسک صورت می‌گرفت. گودریان با جابجایی نیروها قصد داشت بزرگ‌ترین تمرکز نیروهای شوروی در گذرهای اصلی را دور بزند و از ضعیف‌ترین قسمت خط دفاعی دشمن عبور کند. در این رویکرد مواضع قدرتمند دشمن بعداً توسط پیاده‌نظام پاکسازی می‌شدند. این عمل نه تنها تعداد زیادی از نیروهای دشمن را پشت سر گروه زرهی ۲ باقی می‌گذاشت، بلکه جناح جنوبی آن را نیز متحمل تهدید ضدحمله دشمن در شرق رود می‌کرد.
با اطلاع فن کلوگه از این موضوع، اختلاف نظر بین این دو تن بروز کرد. گودریان معتقد بود اگر این حمله با موفقیت اجرا گردد، کل عملیات بارباروسا در همین سال مختومه خواهد شد. نهایتاً با استناد گودریان به طرح عملیاتی پیش از جنگ، فن کلوگه همان روز با این حرکت موافقت نمود. تصمیم نهایی فن کلوگه در هماهنگی با اهداف هیتلر، در گسیل کردن گروه زرهی ۳ به سمت لنینگراد و چرخش گروه زرهی ۲ به سمت جنوب یا جنوب شرقی بود؛ در حالی که فن بک و هوت خواهان تمرکز هر دو گروه زرهی بر پل خشکی اسمولنسک به جهت پیشروی به سمت مسکو بودند. با توسل به عقیده هیتلر و ظاهراً خود هالدر در مورد اینکه اتمام کار نیروهای دشمن در اطراف اسمولنسک، آلمانی‌ها را به‌سادگی بر تمامی اراضی تا منطقه ولگای علیا بدون مقاومت جدی مسلط خواهد کرد، در نهایت حمله‌ای با استفاده از هر دو گروه زرهی به‌عنوان سرنیزه به قصد به محاصره درآوردن مقدار زیادی از نیروهای دشمن و شکستن خط مقدم آن با سلطه بر مثلث اسمولنسک–اورشا–ویتبسک طرح‌ریزی شد.
در بخش جنوبی طبق برنامه، روزهای ۱۰ و ۱۱ ژوئیه عبور نیروهای گودریان در گروه زرهی ۲ از رود دنیپر با موفقیت حاصل گشت و موگیلف و اورشا پشت سر نهاده شدند. تا روز ۱۲ ژوئیه تمامی لشکرهای گروه زرهی ۳ نیز از رود دوینا عبور کردند و همه لشکرهای پیاده‌نظام ارتش نهم ورماخت خود را به این رود رساندند. با فشار هیتلر برای سرعت بخشیدن به عملیات در جناحین، ۱۲ ژوئیه هالدر پذیرفت به جای حرکت مستقیم به سمت مسکو، دو گروه زرهی برای به محاصره درآوردن نیروهای بیشتری از دشمن به جناحین منحرف شوند. گروه زرهی ۳، روز ۱۳ ژوئیه خود را به دمیدوف و ولیژ رساند و حرکت خود را به سمت ولیکیه لوکی ادامه داد. هوت می‌بایست ادامه پیشروی نیروهای خود را که موجب انحراف آن‌ها از هدف اصلی تهاجمی گروه ارتش مرکز می‌شد، متوقف و بر محاصره اسمولنسک متمرکز می‌شد. این انحراف با نظر هیتلر مبنی بر حمایت از تهاجم به لنینگراد با کاهش فشار بر گروه ارتش شمال که درگیر نبردهای سنگین بود، مطابقت داشت.
در نهایت، ۱۶ ژوئیه با تصرف یارتسفو در شمال شرقی اسمولنسک توسط گروه زرهی ۳ و خود اسمولنسک توسط گروه زرهی ۲، دومین محاصرهٔ عمدهٔ عملیات بارباروسا در شرف اتمام بود. اسمولنسک پیش از این طبق سیاست زمین سوخته استالین به «شهر ارواح» بدل شده بود. همین روز یاکوف جوگاشویلی، فرزند استالین، به‌عنوان افسر یکی از لشکرهای تانک ارتش سرخ، در نزدیکی ویتبسک به اسارت نیروهای آلمانی درآمد. در این شرایط ۲ سپاه شوروی در حال دفاع از این شهر، از ۱۷ ژوئیه به شکل جداگانه، در منطقه موگیلف به محاصره آلمانی‌ها افتادند. مقاومت این نیروها تا ۲۷ ژوئیه ادامه پیدا کرد. در نهایت، مجموعاً بیش از ۳۵ هزار نفر از نیروهای ارتش سرخ در این موضع به اسارت آلمانی‌ها درآمدند.
در این هنگام، گودریان تصمیم گرفت به جای چرخش سپاه ۴۶ موتوریزه به طرف شمال جهت اتصال به نیروهای گروه زرهی ۳ و تکمیل محاصره، به منظور به دست آوردن موضع مناسبی جهت یورش به مسکو، به سمت یلنیا در ۸۰ کیلومتری جنوب شرقی اسمولنسک حرکت کند. یلنیا شب ۱۹ ژوئیه در مقابل مقاومت شدید نیروهای شوروی، به تصرف ورماخت درآمد. این مسئله موجب پدید آمدن برآمدگی یلنیا در خط مقدم ورماخت شد. در پی ضدحمله ارتش سرخ در این ناحیه، با وجود تحمل خسارات انسانی و تجهیزاتی، تسلط آلمانی‌ها بر منطقه یلنیا، شرقی‌ترین نقطه دست‌یافته‌شده در مسیر مسکو، حفظ شد. شدت درگیری‌ها بر سر ناحیه یلنیا به اندازه‌ای شدید بود که برخی از افسران مسن‌تر آن را با تجربیات در وردون در سال ۱۹۱۶ مقایسه کردند. نبردهای اطراف یلنیا خسارت‌بارترین درگیری نیروی زمینی آلمان از سال ۱۹۱۸ تا به این زمان به حساب می‌آمد.
به هر ترتیب، حفره شرق اسمولنسک تا ۲۴ ژوئیه بسته شد تا سه ارتش شوروی به محاصره بیفتند. این بار نیز، آلمانی‌ها نتوانستند از خروج و عقب‌نشینی به موقع بخشی از نیروهای دشمن مخصوصاً یگان‌های موتوریزه آن از محاصره جلوگیری کنند. در نهایت، با پاکسازی منطقه تحت محاصره اسمولنسک تا ۸ اوت، ۳۴۷ هزار نفر از قوای ارتش سرخ به اسارت ورماخت درآمدند و ۳۴۰۰ تانک و بیش از ۳۰۰۰ توپ آن‌ها منهدم یا به غنیمت گرفته شد. در همین زمان، حمله ناگهانی نیروهای گودریان از روز ۱ اوت به سمت جنوب و شرق علیه مواضع ارتش بیست و هشتم شوروی که به شدت به دنبال شکستن محاصره اسمولنسک بود، در نهایت به تسخیر روسلافل، انهدام تعداد زیادی از نیروهای ارتش سرخ و به اسارت درآمدن بیش از ۳۸ هزار نفر دیگر از آن‌ها انجامید.