动了一连串的反击。接着，南面的第52集团军和北面的属列宁格勒方面军的费久宁斯基的第54集团军也向突出部进行反击。这时候，李勃已经使出全部本领也未能前进一步。芬兰人又不肯从斯维尔河向前推进，因此很明显两翼暴露的突出部是不可能坚持多久的。在被围困的列宁格勒，人们得到的食品仅能勉强维持生命。由于湖面结冰，堆积在沃伊博卡洛火车站的大量粗面粉无法用船运过拉多加湖。但11月18日湖面终于全部封冻了。四天之后第一批卡车队越过封冻的拉多加湖，到达列宁格勒市内，因此，列宁格勒在冬季不大可能因饥饿而投降。
在德军方面，在集团军群司令部里第一次明显地出现了一种危机感，因为苏军虽然受到重大的损失，但仍然有健全的铁路运输网，有高效率的后勤供应系统，还有充足的兵源和丰富的物资。罗斯托夫、提赫文和莫斯科这三个方向是1941年战役成败的关键。
由于天气恶劣，又得不到各种补充，中央集团军群在莫斯科城外迟疑坐困，进退两难。中央集团军群不是攻就是撤，别无其他选择，因为天公既不作美，敌人又在进攻，要停留在目前的阵地上是根本不可能的。后备军司令弗罗姆用试探的口气小心翼翼地向勃劳希契提出建议，他认为现在是向莫斯科提出和谈的时候了。当然希特勒深信苏联已经到了穷途末路，勃劳希契和哈尔德虽然在战争的指导上对元首有保留意见，但他们都同意元首对苏联的上述估计。哈尔德在11月7日的命令中以及在11月13日在奥尔沙会议上都坚持要继续进攻，因为他认为敌人已不能再守住一条绵亘的防线了。德国人认为苏军统帅部将把防御的重点放在莫斯科…沃洛格达…萨拉托夫这个三角地区。德国人这样想不是没有理由的。如果德国人占领了这个地区，俄国人将会完全失去各主要战场之间、各主要战场与乌拉尔和高加索地区之间的铁路联系，也将使英美的援助物资今后无法运到需要这些物资的战场或地区。因此德国人打算阻止敌人撤退并将其就地歼灭进而推进到从迈科普经斯大林格勒和高尔基到沃洛格达这一线。德国人相信夺取这一地区还将使敌人失去提供武器装备的工业区，从而使敌人无法给其部队补充武器装备。希特勒毫不怀疑这一战役将取得成功。为了使那些对继续进攻不很热心人能全力合作，希特勒明令禁止构筑任何供失败时使用的后方防御工事。到此时此刻勃劳希契和哈尔德是否从来没有考虑到失败的可能性，是令人怀疑的。在集团军群司令中，伦斯德特一段时期以来就一直怀疑德国是否会很快取得胜利，而李勃在被迫违背自己的心愿和看法进行了提赫文战役以后，对脆弱的提赫文突出部明显地感到担忧，但愿能恢复对莫斯科的进攻，以减轻对他这个方向的压力。
参谋总长也许确信莫斯科战役将获得成功，但他肯定不会对元首隐而不报各集团军群的困难。哈尔德在11月19日呈送希特勒的报告中描绘了一幅阴暗的图画。他在报告中说，由于天气恶劣，补给品供应中断，南方集团军群停滞不前。参谋总长依次详尽地描述了东线各集团军群的情况，一再提到“补给品供应中断”和“兵力不足”。在五十万辆卡车中，百分之三十已损坏得无法修复，另有百分之四十需要大修或全面检修，只有百分之三十仍在使用。中央集团军群每天至少需要三十一列火车运送补给品才能维持下去，但实际上只提供了十六列火车。
第6莱茵兰…威斯特伐利亚师位于第9集团军的左翼，在莫斯科西北方大约一百英里处。自战争开始至11月1日，这个师伤亡了大约三千人，这还算是轻的。但与其他任何师一样，寒冷的天气到来时这个师已远离后方约一百多英里。10月间，补给品的供应完全中断，第一线的炮弹消耗殆尽，也弄不到铁丝网。口粮也断绝了，但在这一方面第6师比其他许多师要幸运一些，他们设法“就地取食”，他们把当地俄国人的马宰了，在将近六个星期的时间里部队基本上是吃马肉。除了马肉以外，部队还找到些冻土豆，并烤了点面包，烤面包用的黑麦是部队自己脱粒的。各部队都组织了自己的征集队，搜寻马匹和粮袜。封冻以后，后勤供应又逐渐恢复了。马车队把补给品一站接一站地从瑟切夫卡运到乌利季诺。补给品的供应逐渐增加到每天十五吨，但这与每天至少三十吨的需要量比较起来还差得很远。到11月中旬的时候炮弹已得到部分的补充，但运来的所有汽油都必须首先供应停在后方数英里远的那些孤零零的车辆。要用十四匹马才能拉动一门炮。由于缺少马匹，无法把所有的火炮都拉走。德军炮兵觉得苏军的装备比自己的好，因为苏军用拖拉机牵引火炮。德军还注意到他们的敌人虽然在最近的各次败仗中损失了大部分轻型野炮，但仍保存了大量的中型和重型火炮，并且已用中型迫击炮代替失去的野炮。
寒冷的天气到来时部队还穿着夏装。发给师的冬装只有十分之一，11月初才运到斯摩棱斯克。把马车里铺上草，再用草盖一个车棚御寒，就把伤员装在这样的车子上沿着坑坑洼洼的道路向后方撤退。伤员坐在这样的马车上受尽了折磨。
其他师的情况也相差无几，有许多师的命运还不如第6师。从11月初开始，莫斯科地区的气温迅速下降，冰冻的地面变得坚实了。但是由于火炮和补给品运输车辆的车轮和车轴都被冻在泥里，无法开动，要把这些火炮拉到前线，并把这些车辆开到前线，还需要时间。缺少汽车。虽然火车可以通到布良斯克、维亚兹马和尔热夫，但由于当时仍在继续铺轨，铁路的运输能力很有限。寒冷的天气既带来了痛苦，也造成了挫折。必须用镐把车辆和火炮周围的冻土一点儿一点儿的刨开，有许多车辆和火炮就是在试图把它们从冻土中拖出来时损坏得无法使用了。如果不加防寒罩，车辆的发动机就会在行驶过程中冻坏。在卡车和坦克中途停车时，必须在发动机下面生火烘烤以防结冰。火炮驻退辅进机里的液体都凝固了。由于同样的原因，机枪和自动步枪也不能使用了。唯一能使用的只有迫击炮。光学瞄准具和望远镜的镜片出现模糊现象，失去了作用。履带式车辆没有防滑器就会在冰上打滑无法前进。德军坦克的履带较窄，在松软的雪地里行驶时战术机动性很差。由于饮食不周，食用冰冷食物，有些人餐后呕吐，有些人得了胃病。部队没有领到伪装用的罩衣和冬装。有许多部队连内衣和结实一点的靴子也没有。士兵们至少要有两人以上结伴而行，这样可以互相观察对方是否出现了冻伤的征候。伤员倒下就会死去，并不是由于伤势重，而是由了失血引起休克和冻伤。
11月7日作出了再次向莫斯科发动进攻的决定，但首先要达到的目标是逼近莫斯科。位于莫斯科以西的克鲁格的第4集团军的任务是牵制防守莫斯科河与阿列克辛之间的纳腊河与奥卡河一线的苏军，而配属克鲁格的赫普纳的第4装甲集群则在第4集团军的左翼向东北方向进攻，从北面包围莫斯科。赖因哈特的第3装甲集群从加里宁地区南调向赫普纳的第4装甲集群靠拢，归施特劳斯的第9集团军指挥，而第9集团军的任务是掩护北翼。古德里安的第2装甲集团军将再次从土拉地区向东北方的卡施腊、科洛姆纳和莫斯科以东进攻。临时配属给鲁道夫·施密特的魏克斯的第2集团军担负了掩护第2装甲集团军南翼的任务，因此只起了次要的作用。
朱可夫在名义上是莫斯科保卫战的全权指挥。据他自己在战后说，他对胜利是充满信心的。很难弄清他为什么那样乐观。只有一次，即在11月14日，斯大林和沙波什尼科夫下达过反突击的命令。朱可夫是不同意这样作的。反突击是由罗科索夫斯基的第16集团军和扎哈尔金的第49集团军进行的，反突击的目标是沃洛科拉姆斯克地区和纳腊河下游地区的德军北翼和南翼。此举除牵制了克鲁格的部分兵力以外，收效甚微。在11月上半个月，苏军有十万军队、二千门火炮和三百辆坦克到达了西方方面军。
德军于11月15日在晴朗而严寒的天气里重新开始了向莫斯科的进攻。赖因哈特的第3装甲集群和第9集团军的一部分向克林方向进攻。在科涅夫的加里宁方面军左翼，霍缅科的第30集团军抵挡不住德军的进攻向后撤退。根据斯大林的命令，霍缅科的指挥职务立即由列柳申科接替。第二天赫普纳的第4坦克集群进攻了位于朱可夫的西方方面军右翼的罗科索夫斯基的第16集团军，攻击的矛头指向伊斯特拉。11月18日，古德里安的第2装甲集团军也从土拉地区发起了进攻。而与此同时，位于中央的克鲁格的第4集团军却遭到苏军的进攻。北翼的第3和第4装甲集群对苏军第30和第16集团军的进攻取得了一些进展，于11月24日占领克林，25日攻克索尔涅奇诺哥尔斯克。三天以后这两个装甲集群已到达离莫斯科以北不远的德米特罗夫和亚赫罗马，实际上已经渡过莫斯科运河，距莫斯科西北郊不到二十五英里了。
大约就在这个时候出了一个插曲，从这一插曲可以看出斯大林是怎样指挥作战的。斯大林11月28日打电话给朱可夫，问他是否知道德国人已经突破了伊斯特拉附近的别洛博罗多夫的第9近卫步兵师的防线，并已占领了杰多夫斯克。朱可夫说他不知道。斯大林严厉地对朱可夫说，一个方面军的司令员应该及时了解情况。斯大林要朱可夫和罗科索夫斯基一起立即前往受到威胁的地区，组织反突击。朱可夫又用电话询问罗科索夫斯基，结果查明杰多夫斯克并未失守，德军只占领杰多沃的部分地区，距杰多夫斯克尚远。这个情况报到斯大林那里，显然触怒了他。他仍然坚持他原来的命令，指示戈沃罗夫（戈沃罗夫原是炮兵。第5集团军司令员列柳申科在德军的坦克和步兵攻下他的指挥所时负伤。戈沃罗夫是接替列柳申科指挥第5集团军的。）陪同朱可夫和罗科索夫斯基一起去杰多沃“为反突击组织炮火支援”。这弄得朱可夫不知如何是好。他打电话向戈沃罗夫转达了这个命令。当时戈沃罗夫正打得激烈，他不明白为什么要这样做，因为罗科索夫斯基手下也有炮兵指挥员。戈沃罗夫也只能这样说说，但是命令还得服从。方面军司令员和两个集团军司令员来到杰多沃，听了别格博罗多夫对情况的判断，一本正经地命令他用一个连的兵力在两辆坦克的支援下对树林里德国人占领的几栋房子发动一次反冲击。布置完以后他们就各自回去执行自己的更重要的任务了。
一段时间以来，朱可夫一直在要求把V·I·库兹涅佐夫的第一突击集团军和戈利科夫的第10集团军调出统帅部预备队由他指挥。11月29日，这两个集团军转隶给朱可夫。但这两个集团军都存在许多问题。大部分士兵是匆忙征召来的，以前从未打过仗。只要看一看第10集团军是怎样组建的，就可知道这个集团军的战备程度。
10月21日，戈利科夫被派往伏尔加军区的库兹涅茨克组建第10集团军（内有九个步兵师和骑兵师）。当时，集团军参谋部或司令部尚未建立，戈利科夫只得凡事躬亲。各师相距甚远，有的在莫斯科，有的却远在土耳其斯坦。大部分师都得边征集、边训练、边装备。第10集团军共有十万人，每个步兵师为一万一千人，每个骑兵师为三千人。但士兵中只有四分之一的人年龄在三十岁以下，有相当一部分人的年龄在四十岁以上。百分之九十是俄罗斯人，只有百分之四是乌克兰人。但最使戈利科夫和他的军事委员会担心的是，第10集团军只有五千三百八十七名共产党员和三千七百一十八名共青团员。于是，又向莫斯科的大本营和总政治部提出请求，结果给第10集团军专门派来了七百名党员。
据戈利科夫自己说，他在武器装备的供应方面却没有那么幸运。有两个骑兵师没有鞍具，有一个步兵师缺少七千五百支步枪，有三个步兵师和两个骑兵师没有无线电台。发到各师的汽车数量相差很大，有的达到定额的百分之五十九，有的只有百分之十二。普遍缺少火炮、重机枪、迫击炮和工程设备。戈利科夫原来以为会给他三个月的时间来组建这支部队，但11月24日沙波什尼科夫要他准备马上调往前线，这使他大吃一惊。
在莫斯科东南方，古德里安的第2装甲集团军进展很慢。11月13日在中央集团军群举行的奥尔沙会议（哈尔德出席了这次会议），讨论了工业城市高尔基（位于莫斯科东南二百英里，距奥廖尔四百英里）这样深远的目标，这使古德里安的参谋长利本施泰因感到既很惊讶，又很气愤。古德里安已获悉从西伯利亚调来的苏军部队正在他的暴露的东南翼的梁赞和科洛姆纳下车，有一个师已到达乌兹洛瓦亚。战斗力已遭到削弱的德军步兵师已不能对付敌人的这支生力军。苏军在T34型坦克的支援下实施的反突击引起了一片恐慌，甚至远在后方的博戈罗季茨克也受到了影响。古德里安说这是这次战役中第一次发生这种情况。第2装甲集团军编成内有施韦彭堡的第24装甲军、莱梅尔森的第47装甲军和两个步兵师。当时的兵力只有十二个师，而这十二个师中有一半是步兵师。可是11月21日古德里安仍然攻占了乌兹洛瓦亚。三天以后，北上开往莫斯科方向的第24装甲军在向奥卡河挺进途中攻下了韦涅夫。第239西伯利亚步兵师被包围在斯大林诺哥尔斯克地区，几天以后这个师才向东突围，在突围过程中抛弃了车辆和装备。11月23日下午，古德里安晋见包克，向他着重汇报了部队的疲惫状况。古德里安说，包克曾打电话请勃劳希契给予指示，他在一旁听到了他们的对话。经请示，包克和古德里安都明白了总司令无权作出任何决定。古德里安还说，后来又通过陆军总部的联络宫向哈尔德作了汇报，但也毫无结果。从此以后，包克对达成赋予他的远距离目标已不抱希望，只