çin gıda maddesi üreten tesislere ve bir otomobil onarım atölyesi tank ve askeri araçların onarımını yapacak tarzda dönüştürüldü. Ancak Alman panzerlerinin hala ulaşacağı konumdaki Sovyet başkenti için durum çok tehlikeliydi. Ayrıca Moskova, her ne kadar yoğun uçaksavar savunması ve etkin bir sivil itfaiyenin varlığı, olası zararı sınırlı tutuyorsa da, halihazırda yoğun hava akınlarının hedefi durumundaydı.

Alman kuvvetleri 13 Ekim 1941 günü (bazı kaynaklarda 15 Ekim) taarruzlarını yenilediler. İlk başta Alman komutanlığı doğrudan doğruya Sovyet savunmasına saldırmayı planlamıyordu. Bu savunmaya çatmadan geçip, kuzeydoğu yönünde görece daha zayıf savunulan Kalinin'e ve güney yönünde Kaluga ve Tula'ya taarruz girişiminde bulunmayı düşündüler. Bu hedeflere, Tula hariç, 14 Ekim'de ulaşılması hedefleniyordu. Elde edilen ilk başarıların verdiği güvenle Alman Komutanlığı Sovyet tahkimatına karşı bir cephe taarruzuna girişti. Mozhaisk ve Maloyaroslavets 18 Ekim'de, Naro-Fominsk 21 Ekim'de ve şiddetli çatışmaların ardından Volokolamsk 27 Ekim'de ele geçirildi. General Jukov, kanatlardan taarruzlara uğrama tehlikesi arttığından kuvvetlerini emniyete almak için Nara Nehri gerisine (doğusuna) çekmek zorunda kaldı.

Güneyde General Guderian'ın 2. Panzer Ordusu, Tula yönünde nispeten daha rahat ilerledi. Mozhaisk Savunma Hattı daha fazla güneye uzatılmamıştı, bu yüzden bu kesimde General Guderian'ı yavaşlatacak büyüklükte Kızıl Ordu toplanması yoktu. Aşırı derecede olumsuz hava koşulları, hasarlı yollar ve köprüler, akaryakıt sıkıntısı, Alman ilerlemesini önemli ölçüde yavaşlattı. General Guderian Tula'nın banliyölerine 26 Ekim tarihinde ulaşabildi. Orijinal Alman planı bir darbede Tula'yı düşürmeyi ve Tula üzerinden güneyden Moskova'yı çevirmeyi gerektiriyordu. Ancak kent, ilk taarruz girişimiyle alınamadı. Alman panzerleri Sovyet 50. Ordu'su ve sivil gönüllülerin gözü kara direnciyle durduruldu. General Guderian'ın ordusu, 29 Ekim'de kentin görüş mesafesinde durmak zorunda kaldı.

Alman kuvvetleri yıpranmıştı, motorlu araçların sadece üçte biri çalışır durumdadır, piyade tümenleri yarı ya da üçte bir güce düşmüştür, dahası ciddi lojistik sorunlar dolayısıyla kış koşullarında gerekli olan bazı malzemelerin cepheye getirilmesinde ciddi güçlükler yaşanmaktadır. Hatta Hitler, Sovyetler Birliği ile olan savaşın uzun süreceğini artık kabul etmiş görünüyordu. 1939'daki ağır kayıplara mal olan Varşova Kuşatması deneyimi ardından, böylesi büyük bir kente güçlü piyade desteği olmadan tankları göndermek de riskli görünüyordu.

Nazi ekonomisi üzerine yaptığı çalışmada Adam Tooze, Kızılordu'nun sırf ayakta kalmasının, Almanların Rusya'da savaşı kaybetmiş olduğunu gösterdiğini ileri sürmüştür. Böylece savaş Smolensk'in doğusuna geçmiş olmakla, Alman ikmal hatlarının, dayanabileceği sınırın ötesine geçecek kadar gerilmiş olmaktadır. Ayrıca Doğu Cephesi'nde kesin sonuçlu bir zafer kazanılmazken büyük miktarlardaki malzemeyi Doğu Cephesi'ne göndermenin, Alman ekonomisi için ölümcül bir kan kaybı olduğuna dikkat çekmektedir. Haziran - Aralık arasındaki olaylar, Almanya'nın hem kaynak hem de zaman yönünden bir darboğazda olduğunu açıkça göstermektedir.

Hem Kızılordu'nun savaşma kararlılığı pekiştireceğini, hem de sivil moral desteği artıracağını düşünen Stalin, geleneksel 7 Kasım Ekim Devrimi yıldönümü askeri törenlerinin Kızıl Meydan'da yapılmasını emretti. Kızıl birlikler Kremlin'in önünden geçit töreni yaptılar ve doğru cephe hattına yürüdüler. Bu törenin, sembolik de olsa Sovyet kararlığı ve savaş azmine önemli bir katkısı olmuştur ve izleyen savaş yıllarında sık sık hatırlanmıştır. Ancak bu yürekli gösteriye karşın gerçekte Kızılordu'nun durumu oldukça tehlikeli bir durumdadır. Klin ve Tula hattındaki savunma ilave 100 bin kişilik kuvvetle takviye edilmiş olmasına karşın yenilenen Alman taarruzu umut vadediyordu ve Sovyet savunması halen görece ince sayılırdı. Yine de Stalin Alman hatlarına karşı birkaç önleyici karşı taarruz yapmaktan yanaydı. Ancak General Jukov, geride yeterince ihtiyat bulundurulamayacağı için bir karşı taarruza karşıydı. Alman kuvvetleri Kızılordu'nun, esasen Moskova savunmasında kullanabileceği bu kuvvetlerle giriştiği taarruzları püskürtmeyi başardı. Sadece Moskova yakınlarındaki Aleksino'daki Sovyet taarruzu başarılı oldu. Kalın zırhlı T-34 tanklarına karşı halen Alman tanksavar silahları etkili olamıyordu, bu yüzden bu karşı taarruzda Alman 4. Ordu'su ciddi kayıplara uğramıştır.

Aleksino'daki yenilgiye karşın Wehrmacht, Kızılordu karşısında insan gücü ve kara kuvvetleri olarak belirgin bir üstünlüğe sahipti. Moskova'ya yönelik son genel taarruz için muharebeye sürülen Alman kuvvetleri 1.943.000 kişi, 1.500 tanktır. Buna karşın Sovyet kuvvetleri ancak 500 bin kişilik bir kuvvettir ve 890 adet tankları vardır. Bununla birlikte Ekim ayındaki durumla karşılaştırıldığında Sovyet piyade tümenleri çok daha iyi mevzilere sahiptiler. Üç kuşak halindeki savunma mevzileri kenti sarıyordu ve Mozhaisk Hattı'nın Klin yakınlarındaki bazı kesimleri halen Sovyet birliklerinin elindeydi. Sovyet piyade ordularının çoğu artık, ikinci kademede en az iki piyade tümeniyle kademeli savunma mevzilerinde bulunmaktaydı. Topçu desteği ve istihkam takımları da Alman kuvvetlerinin taarruzlarında kullanacağı düşünülen ana yollar boyunca mevzi almıştı. Sonuç itibarıyla Sovyet birlikleri, özellikle de Sovyet subayları artık çok daha deneyimliydiler ve taarruz için daha iyi hazırlıklıydılar.

13 Kasım'da Merkez Ordular Grubu Karargâhı'nın bulunduğu Orşa'da yapılan bir toplantıda "1941 Sonbahar Genel Taarruz Emri" verildi. 2. Panzer Ordusu'nun hedefi Moskova'nın 400 km. doğusundaki Gorki olarak verilmişti. Guderian'ın Kurmay Başkanı General Liebenstein Ordu'nun, Tula'nın 52 km. doğusundaki Venev'den (Venyov) ileri gidecek gücü olmadığını söyledi. Bu görüşe katılan General Guderian durumu bir yazı ile Merkez Ordular Grubu'na bildirdi. Gerçekten de 14 Ekim'de ve bir sonraki gün 43. Kolordu'ya yönelen Kızıl Ordu taarruzları ağır kayıplara neden oldu. General Guderian'ın birlikleri Sibiryalı birliklerle ilk kez 17 Kasım'da çatışma başladı. Doğu Cephesi'nde Guderian'a göre ilk kez bir panik baş gösterdi ve cephenin bir kesiminde, 12. Panzer Tümeni kesiminde yayıldı.

Sıcaklık giderek düştü ve sonunda 15 Kasım'da zemin dondu, böylece çamur sorunu da ortadan kalkmış oldu. Alman zırhlı kuvvetlerin ileri unsurları, Moskova'nın doğusundaki Noginsk kentinde temas kurarak başkenti kuşatmak amacıyla harekete geçirildiler. 3. ve 4. Panzer gruplarının hedeflerine ulaşabilmek için kuvvetlerini Moskova su deposu ile Mozhaisk arasında toplamaları gerekmektedir. Daha sonra Klin ve Solneçnogorsk'a ilerleyerek kenti kuzeyden kuşatacaklardır. Güneyde 2. Panzer Ordusu, halen Sovyet kuvvetlerinin elinde olan Tula'yı çevreden dolaşıp Kaşira ve Kolomna'ya ilerlemek ve kuzey kıskacıyla Noginsk'te temas kurmak planındadır.

Alman tank orduları Klin yönünde taarruzlarına 15 Kasım'da başladıklarında Moskova savunmasının elinde hiç ihtiyat yoktu, çünkü Stalin, Volokolamsk üzerine bir karşı taarruz başlatmak istiyordu. Bu amaçla daha güneydeki tüm ihtiyat birliklerinin kuzey kesime kaydırılmasını emretmişti. Alman taarruzu kısa zamanda 16. Ordu ile 30. Ordu arasında girerek cepheyi ikiye böldü. Birkaç gün boyunca şiddetli çatışmalar birbirini izledi. General Jukov anılarında şöyle anlatır, "Kayıpları göz ardı eden düşman, ne pahasına olursa olsun Moskova'yı almak isteğiyle cephe taarruzuna girişiyordu." Alman kuvvetlerinin çabalarına karşın kademeli savunma hatları Sovyet kayıplarının düşük gerçekleşmesini sağladı. Kademe kademe geri çekilen Sovyet 16. Ordu'su, tahkimat içinden ilerleyen Alman kuvvetlerini sürekli olarak hırpaladı.

Klin, sert çatışmaların ardından 24 Kasım'da 3. Panzer Ordusu tarafından alındı. Ertesi gün 3. Panzer Ordusu Solneçnogorsk'a girdi. Yine de Sovyet direnci halen güçlüydü ve savaşın nereye varacağı belirsizdi. Söylendiğine göre Stalin Jukov'a, Moskova'nın başarıyla savunulup savunulamayacağını sordu ve "bir komünist gibi dürüstçe" yanıt vermesini emretti. Jukov, mümkün olduğunu söyledi, fakat takviye kuvvetlere şiddetle ihtiyaç vardı. Alman 7. Panzer Tümeni, 28 Kasım'da Moskova - Volga Kanalı geçerek bir köprübaşı ele geçirdi. Bu nokta, Moskova'dan önceki son önemli engeldi ve Kremlin'e halen 35 km. mesafedeydi. Ancak 1. Vurucu Ordu'nun güçlü bir karşı saldırısıyla kanalın diğer tarafına atıldılar. Hemen kuzeyde Alman birliklerinden bir kısmı, Moskova'dan 20 km. mesafedeki Krasnaya Polyana'ya ulaştı. Alman subaylar, arazi dürbünleriyle Sovyet başkentindeki bazı büyük binaları görebiliyorlardı. Ancak her iki tarafın da gücü fazlasıyla yıpranmıştı. Bazı alaylarda sadece 150 -200 kişi kalmıştı. Normal olarak bir bölükteki asker sayısı.

Moskova'nın kuzey ve güney cephelerinde aşılamayan direnme karşısında Alman komutanlığı, 1 Aralık'ta doğrudan doğruya kentin kuzey ve batı yaklaşımlarından, Minsk - Moskova yolunun her iki yanından ve Naro-Rominsk kenti yakınlarından yeni bir genel taarruz denemesine girişti. Taarruz 9. Ordu'nun bazı zırhlı birlikleriyle takviye edilmiş olan 4. Panzer Grubu ve 3. Panzer Grubu tarafından başlatıldı. Bu kuvvetler, Barbarossa Harekâtı'nın başından bu yana tek bir muharebeye sürülen en büyük zırhlı kuvvetini oluşturmaktadır.

Sovyet kuvvetleri, donmuş Moskova Nehri üzerinden art arda yan taarruzlar geliştirdiler. General Hoepner, ileri unsurlardan her seferinde bazı birlikleri geri çekerek ordusunun yanlarını korumak zorunda kaldı. General von Kluge'un 4. Ordusu taarruza 2 Aralık'ta katıldı ve tüm taarruz, von Kluge emrinde yürütüldü. General von Kluge cephe hattında daha önce yaptığı ziyaretlerde alt rütbeli subayların ve astsubayların, Moskova'ya girilebileceği inancı taşıdıklarını ve istekli olduklarını gözlemlemişti. 4. Ordu'nun 2 Aralık günü başlayan taarruzu daha başlarda tıkandı, öğleden sonra birçok birlikten durduruldukları rapor edilmeye başlanmıştı. Aynı günün akşamı Merkez Ordular Grubu Komutanı General Fe