הקרב על מוסקבה
המתקפה הגרמנית על מוסקבה > ארגון מחדש של ההגנה הסובייטית

על מנת לארגן מחדש את מערך ההגנה הסובייטי ממערב למוסקבה, פורקה חזית העתודה ב-10 באוקטובר והארמיות שלה צורפו לחזית המערבית, וגאורגי ז'וקוב קיבל את הפיקוד על החזית המערבית וכן על הגנת מוסקבה.
בשלב זה כללה החזית המערבית 6 ארמיות, עם 62 דיוויזיות רובאים, 9 דיוויזיות פרשים ו-11 בריגדות טנקים:
הארמייה ה-31 - וסילי יושקביץ
הארמייה ה-16 - קונסטנטין רוקוסובסקי
הארמייה ה-5 - דמיטרי לליושנקו, ומ-15 באוקטובר לאוניד גובורוב
הארמייה ה-33 - מיכאיל יפרמוב
הארמייה ה-43 - קונסטנטין גולובב
הארמייה ה-49 - איוואן זכרקין
ב-12 באוקטובר, יחידות של הארמייה הגרמנית הרביעית כבשו את קלוגה. בערך באותו זמן החלה באזור מוסקבה תקופת הבוץ (Rasputiza), שגרמה להאטה ניכרת בקצב ההתקדמות של הכוחות הגרמניים, וכוחות הוורמאכט ניתקלו לראשונה ביחידות סובייטיות, שהגיעו למרחב מוסקבה מהמזרח הרחוק. ב-14 באוקטובר, הקורפוס הגרמני ה-6 של הארמייה התשיעית לכד את רז'ב בחציית הוולגה. מימין לכך, בהתקדמות לצפון-מזרח, כבש הקורפוס הממונע ה-41 ב-14 באוקטובר את קלינין. באגף הימני של החזית המערבית, הארמיות הסובייטיות ה-22, ה-29 וה-30 הוצבו ב-17 באוקטובר תחת פיקוד חזית קלינין, ואיוואן קונייב קיבל את הפיקוד על החזית החדשה. ב-23 באוקטובר הועברה גם הארמייה ה-31 מהחזית המערבית לחזית קלינין.
ב-14 באוקטובר הגיע חוד החנית של הקורפוס הממונע ה-46 למוז'איסק, וחדרו את מערך ההגנה החיצוני של מוסקבה, שהשתרע לרוחב כמעט 300 ק"מ, מקלינין דרך וולוקולמסק לקלוגה. בתחילה הוטל על הארמייה ה-33 הסובייטית לבנות מערך הגנה באזור מוז'איסק, אך כוחותיה הועברו במהרה לחזית המאוימת בין רז'ב וויאזמה. גנרל לליושנקו פיקד אז על גזרה חשובה זו עם יחידות מיליציה ממוסקבה, והארמייה החמישית שהוקמה לאחרונה מכוחות קורפוס המשמר ה-1. דיוויזיית הרובאים ה-32, שצורפה לכוחות הארמייה, הגנה על הגזרה המרכזית של מערך ההגנה הסובייטי סמוך לבורודינו עם כ-12,000 איש וסייעה ליחידות המיליציה של מוסקבה בהגנה על הגישות למוז'איסק. ב-14 באוקטובר החלו קרבות קשים שנמשכו מספר ימים בשדה הקרב ההיסטורי של בורודינו, בו פגשה דיוויזיית הפאנצר אס אס ה-2 כוחות עילית סיביריים טריים וב-17 באוקטובר הצליחה לכבוש את הכפר גורקי. דיוויזיית הפאנצר ה-10 הצליחה לפרוץ בקרבות אלו באוטיזי, לתפוס את פסארבו בדרום ולכבוש את מוז'איסק ב-18 באוקטובר. באותה תקופה, הארמייה ה-16 הגנה עם שתי דיוויזיות פרשים בפיקודו של גנרל לב דובאטור, דיוויזיית הרובאים ה-316 בפיקודו של גנרל איוואן פאנפילוב, רגימנט צוערים בפיקודו של קולונל ס. מלדנצב ודיוויזיית הרובאים ה-18 של המיליציה בפיקודו של גנרל פ. צ'רנישב, שהוקמה מפועלי מוסקבה. הארמייה ה-43 הסובייטית הבטיחה את עמדת המגן במאלוארוסלבץ, הארמייה ה-49 בקלוגה והארמייה ה-50 החלה להתגבש בטולה.
בין 16 ל-18 באוקטובר פרצה בהלה המונית בקרב אוכלוסיית מוסקבה לאחר שהתבשרה לראשונה על האיום הנשקף מהגרמנים, ושמועות על מבקע גרמני שהביא את טור השריון עד למוסקבה עצמה הביאו לכדי בהלה המונית בעיר. בשלב זה כמעט שני מיליון בני אדם פונו מהעיר. במחוזות העיר הוקמו גדודי פועלים. יצירות אמנות רבות מהמוזיאונים ומהקרמלין - אפילו גופתו החנוטה של לנין - הועברו מזרחה לעיר למקום מבטחים. למעלה מ-200,000 עובדים עזבו את העיר עם ציוד העבודה שלהם. רוב העסקים עמדו במקום, חנויות ובתי כלבו רבים נבזזו, וחלקים גדולים מהאוכלוסייה ניסו לעזוב את העיר. ב-19 באוקטובר, הוטל משטר צבאי על מוסקבה ויחידות חסימה של ה-NKVD, בפיקודו של לוטננט גנרל פאבל ארטמייב, הוצבו ברחבי העיר. מורדים נורו, עריקים נתלו. ביום זה ריכרד זורגה נעצר בטוקיו על ידי המשטרה החשאית היפנית Tokō. עם מפעיל הרדיו שלו קלוזן (שם קוד פריץ), הוא שידר למוסקבה מאז 1939 סך של 141 דיווחים עם יותר מ-65,000 מילים ושלח מספר רב של מיקרופילמים באמצעות שליח. בינתיים, כל הרשויות החשובות, הפוליטביורו וכמעט כל הדיפלומטים הזרים פונו ממוסקבה לקויבישב. סטלין והסטאבקה נשארו בעיר. הרדיו הרוסי הודיע כי על אף חומרת המצב החליט סטלין להישאר בעיר. כאשר חלפה הבהלה, היו תושבי העיר הנותרים מאוחדים בהחלטה לעצור את הגרמנים בגופם. עשרות אלפי מתנדבים חפרו בקור המקפיא תעלות נגד שריון במבואות מוסקבה. גדודי מתנדבים חומשו בנשק והושלכו אל החזית. במשימה סודית הוכנה מוסקבה להריסה על ידי שתי חברות של מומחי כרייה. בינתיים, 500,000 תושבי מוסקבה, רובם נשים, הקימו ביצורים מול מוסקבה.