博克的任务是，在攻打莫斯科之前首先歼灭当面苏联军队。德军计划的基本内容是，以斯摩棱斯克-莫斯科这条线在中央做为基准线兵分两路进行钳形包围，两军将在苏联红军后方约八十英里的维亚兹马会合。
莫斯科保卫战
苏军方面
自7月起，苏联政府征用民工在莫斯科以西两道防线上急如星火地构筑
工事
。民工中有四分之三以上是妇女。前一道防线称做维亚兹马防线。它的最北端在
奥斯塔什科夫
以东约三十英里处，据瓦尔代山不远，中间穿过维亚兹马以西地区，最南端在基洛夫以南，全长二百余英里。后一道防线叫莫日艾斯克防线，在莫斯科以西约八十英里，自沃洛科拉姆斯克至提赫文，长约一百六十英里。此外，在莫斯科以西还有四道弧形防线。
同时，苏联从中亚，远东抽调兵力保卫莫斯科。（由于确切情报得知日本在远东地区认定的主要对手是美国而不是苏联，所以苏联方面朱可夫元帅从远东地区调集大量部队巩固首都莫斯科的防御）
另外，苏联还使用坦克伏击战，这是由卡图科夫首次提出的，主要在
姆岑斯克
附近进行的。事实证明坦克伏击战还是很有用的，卡图科夫为巩固图拉防线赢得了时间，并削弱了古德里安对莫斯科南部的攻势。
莫斯科保卫战
发起战役
根据“台风”计划，德军第2装甲集群在布良斯克方向，第3、第4装甲集群1在维亚济马方向，相继开始了进攻。尽管苏联红军进行了顽强抵抗，德军仍然突破了防御。德军第2集团军突破了苏联红军第50集团军的防线，于1941年9月下旬夺取布良斯克。10月3日
奥廖尔
陷落。德军沿着奥廖尔-
图拉
的公路推进。莫斯科以西的维亚济马方向，西方面军和预备队方面军进行了艰苦的防御战斗。德军10月7日则进抵维亚济马地域，两方面军大部分军队在此陷入合围，一直顽强抵抗到10月12-13日。13日，苏联红军维亚济马集团大部分被歼，被围军队一部分后来突出重围，有的留在敌后开展游击斗争。布良斯克方面军陷于战役合围的困境后也向后退却，23日，苏联红军布良斯克集团大部分被歼。德军在维亚济马—布良斯克战役中俘虏苏联红军58万人。苏军只有85000人突出德军防线。
但实际上，由于希特勒坚持中央集团军在占领
斯摩棱斯克
后向北围攻列宁格勒，向南进攻乌克兰，导致了德军在1941年9月30日才放下手来将目标瞄准莫斯科，这实际上为苏联巩固莫斯科附近的防线赢得了时间。
在十月中旬，德国中央集团军结束了对维亚济马一线的苏联红军的围歼，此时朱可夫又抽调了一批新部队，前往莫斯科。这时，秋雨季节开始了；泥泞的道路给两军都带了不便，它在阻碍德军进攻的同时也妨碍了苏联红军的防守，双方的许多作战车辆都陷入泥泞中了，还有部分车辆需要坦克拉出。（并不是某些资料说在十月初期下了大雪）
保卫莫斯科的海报
莫扎伊斯克
防御线成了莫斯科接近地上的主要抵抗地区，苏联最高统帅部采取了各种紧急措施来保卫首都。
1941年10月9日，莫扎伊斯克防线指挥部获得了新组建的5个机枪营、10个反坦克炮兵团和5个坦克旅，这些部队被重新编成了第5集团军，由列柳申科将军指挥。
1941年10月17日，为了改进军队指挥，西方面军和预备队方面军合编为新的西方面军，朱可夫大将任司令员。同日，根据朱可夫的建议，在西北方向上掩护莫斯科的西方面军右翼部队第22，29，30，31集团军组建为加里宁方面军，由科涅夫上将出任司令员，方面军的指挥机关则在原第10集团军司令部的基础上改建而成。
朱可夫受命之后，着手在沃洛科拉姆斯克—莫扎伊斯克—小雅罗斯拉韦茨—卡卢加一线建立新的防线，并组建第二梯队和方面军预备队。并想方设法抽调了14个步兵师、16个坦克旅和40多个炮兵团，迅速重建了第5、16、43、49四个集团军，但总兵力依然只有9万余人。他还特别注意将富有作战经验的将领派到莫斯科的各主要方向上去。其中，罗科索夫斯基的第16集团军开往沃洛科拉姆斯克，列柳申科的第5集团军在莫扎伊斯克，叶菲列莫夫的第33集团军在纳罗福明斯克方向，43集团军在小雅罗斯拉韦茨，49集团军在卡卢加等地展开防御
。
而原本是在11月7日10点准时阅兵，但在后来提前至1941年11月7日的8点10分。这一次阅兵是有巨大意义的，苏联向全世界表明了战斗到底的决心。苏军队伍在克里姆林宫前检阅，然后直接开赴前线。苏联红军以预备队和补充兵员加强了西方面军。布良斯克方面军撤销。各方面军受领命令扼守所占领的地区，阻止德军从西北和西南迂回莫斯科。
莫斯科保卫战
再次进攻
11月后，莫斯科地面的积雪近1米厚，为了不被德国空军发现，部队沿最短的路径开路，而开路工具也是最简单的，是马拉压路机，并设置了分流点，道路两旁竖起了2-3米高的雪堆，还将汽车漆成白色，这样便很难让高空侦察机发现。
11月13日，德陆军总参谋长哈德尔在中央集团军群总部召开了各军团参谋长会议，下达了“1941年秋季攻势命令”。中央集团军群为此共集中了51个师。担任正面攻击任务的是克鲁格的第4集团军；其左面是霍特的第3装甲集团军和霍普纳的第4装甲集团军，其任务是分别从北方和西方包围莫斯科；于是德军第三，第四装甲集群重新部署在靠近加里宁和沃洛科拉姆斯克的北线；他们的部队绕开伊斯特拉水库，占领了克林和索尔涅奇诺戈尔斯克。右面的古德里安的第2装甲军团则从南方向莫斯科包围，他们突破了图拉防线，但被一支苏联红军中队拖了几个小时。
苏联红军经过11月底-12月初的顽强防御和多次反突击，德军突向莫斯科的最后企图破产了。苏联红军虽然经常处在危急状态，但终于坚持下来并消耗了德军。仅1941年11月16日到12月5日这段时间内，德军在莫斯科附近就死伤15.5万余人，损失坦克约800辆、火炮300门、飞机近1500架。
据说，霍普纳推进了工程营摩托车兵，在1941年11月30日冲进一个距离莫斯科中心只有8公里的郊区，关于这件事，有一种说法是摩托车兵全部阵亡，另一种是说他们很快都撤退了。
1941年-1942年的冬季就算以俄国人的标准来看都异常地严寒。德军因战线过长，补给不足，战役中消耗过大，既没有设防御阵地和战役预备队，又无在冬季条件下作战的准备。11月上旬入冬，虽然道路能够使用，但德军的冬季装备不足，由于认为在入冬前就能结束战事。保暖衣服和白色伪装服都不足，坦克和其它车辆都因为低温而不能动弹。而苏联红军则士气高涨。
对莫斯科的苏联红军而言，情形则恰好相反。来自西伯利亚的苏联红军早已习惯了寒带生活，有着足够的冬季作战装备，他们的枪炮套上了保暖套，涂上了防冻润滑油；有足够的棉衣、皮靴和护耳冬帽用来防寒。
到了1941年11月29日，德军已成强弩之末，在各个方向上的进攻都已被遏制。此时朱可夫要求斯大林将预备队第10集团军，第20集团军和第1突击集团军转隶给西方面军。此时，苏军的实力是，总兵力110万人，7652门火炮，774辆坦克，1000余架飞机。德军共有170万人，13500门火炮，1170辆坦克，615架飞机。虽然德军兵力要多于苏军，但由于其战线过长，兵力分散，战线并不稳固。
苏联红军转入反攻并粉碎莫斯科城下德军的条件已经具备。斯大林任命
华西列夫斯基
中将担任代理总参谋长，并命令他立即拟定反攻作战计划。苏联红军反攻的指导思想是，同时粉碎德军“中央”集团军群分别从北面和南面威胁莫斯科的最危险的突击集团。反攻的基本任务赋予了西方面军。加里宁方面军和西南方面军分别在其北面和南面实施突击。
莫斯科保卫战
到了1941年12月5日，
加里宁方面军
的第30集团军首先转入反攻，此时德军进攻能力显然已经衰竭。德军装甲集群侧翼遭到强烈打击，进攻的苏联红军迫使他们向克林方向撤退。
1941年12月6日，西方面军在南北两个方向上对德军发动反击，德军部队在气候和苏军的双重夹击下，被从莫斯科附近击退。
1941年12月6日晚上，在
图拉
的古德里安部决定退回原来的防线。
希特勒签署了在苏德战场全线包括莫斯科方向转入防御的训令。
12月19日，希特勒免去了陆军总司令
勃劳希契
的职务，自己亲自兼任陆军总司令。他发布命令说：“每一个人应站在其现在位置上打回去。当后方没有既设阵地时，绝对不许后退”。虽然德军将领都一再要求撤退，而且古德里安和赫普纳都因擅自撤退而被免职，可是希特勒却认为万万不可以退却，否则就会重蹈拿破仑的覆辙。虽然是由于他的固执，才会使这个战役走到了惨败的边缘，可是也因为他的固执，才使他不曾跳入这个深渊。毫无疑问的，因为他不肯撤出苏联或是斯摩棱斯克以东的地区，才使他的大军避免了一个比1812年还更可怕的浩劫。
希特勒的计划与拿破仑不同，不是全线撤退而是向后方运动，将原前进的补给线都变成了抵抗据点，到12月底，在莫斯科西南方向，苏联红军收复了卡卢加。在西北方向，加里宁也被苏联红军收复。东南方向，苏联红军解除了德军对图拉的包围。莫斯科会战结束，苏联红军取得了苏德战争爆发以来的第一次大胜利。德军损失人员50余万、坦克1300余辆、火炮2500门、15000辆汽车和大量其他装备。德军不得不改“闪击战”为持久战。
1942年1月7日苏联红军重夺了莫斯科以北的
加里宁
。1月初，西部战略方向的反攻乃告完成。精疲力竭的德军已经撤退到100至250公里外。德军38个师，内15个坦克师和摩托化师遭重创。进攻莫斯科的突击集团被击溃，使德军惊慌失措，希特勒要求死守每一个居民地，一步也不后退，直到最后一兵一卒。
由于缺乏实施大规模进攻行动的经验以及缺少快速兵团，苏联红军因而未能全部完成所赋予的围歼“中央”集团军群基本兵力的任务，2月初，来自西欧的德军增援部队（12个师又2个旅）和中央集团军群北翼部队，分别实施反突击，苏联红军的态势恶化。苏联红军最高统帅部命令西方向部队转入防御、撤回外线作战部队，会战至此结束。
1942年4月，进攻莫斯科的德军伤亡人数达50万人，被苏联红军赶到了距离莫斯科100乃至350公里以外的地带。而苏联付出了伤亡和被俘70多万人的惨重代价，却取得了莫斯科保卫战的最后胜利。
在反击战中，由于莫斯科的一些大型工厂的撤离，使得苏联红军在反击中出现了弹药不足的情况，使得苏联红军的反击被迫中止，不然也许会歼灭更多德军。
莫斯科保卫战打破了
希特勒
吹嘘德军战无不胜的神话，是德国东线走向灭亡的开始，德军莫斯科战役的失败，为斯大林格勒战役即二战转折奠定了基础。此战的胜利使得同属于反法西斯国家的英、法、美意识到，苏联，是他们击败法西斯必须团结的国家，极大提升了苏联在军事、政治方面的国际地位，这也促进了
反法西斯同盟
的形成。
德国在莫斯科会战中第一次遭到重大战略性失败！纳粹德国企图快速征服苏联的计划破产，莫斯科保卫战胜利打破了德军不可战胜的神话，使其遭到无法弥补的物质损失。
德军在莫斯科战役中的失败，标志着希特勒闪电战的彻底破产。这是德军在第二次世界大战中的第一次大失败。苏联红军的胜利，极大地鼓舞了苏联人民和全世界人民反法西斯战争的胜利信心。
苏军精心布防
一些历史著作称，斯大林对德军闪电进攻莫斯科缺乏足够的心理和实战上的准备，显得猝不及防。这一说法与事实不符。二战结束后，苏联人民委员阿纳斯塔斯·米高扬回忆说：虽然斯大林当时确信德国人会攻入莫斯科城，但仍做好了严密布防、拖住敌人、等待西伯利亚援兵到来的打算。
1941年10月12日，苏联内务人民委员部会组建了20支
契卡
战斗小组，负责守卫克里姆林宫、莫斯科车站、猎品市场等重要目标。为了日后开展地下抵抗运动，还在莫斯科全城设立了59个秘密军火库，在莫斯科附近砍伐了近105公顷的森林用来拖延德军的脚步，高层建筑上设有大量防空炮，半空中设有大量防空气球，晚间城市城市实施戒严和灯火管制，并事先在莫斯科大剧院、中央电报局大楼、“地铁”和“民族”宾馆内埋设了地雷。甚至连圣瓦西里大教堂内都设置了爆炸装置，因为有人推猜德军攻下莫斯科城后，希特勒很可能会乘兴巡游这一著名景点。
有鉴于莫斯科城的精心布防，历史学家尼古拉斯·里德斯在1954年曾预言：如果德军士兵真的攻入莫斯科，等待他们的将是类似“
斯大林格勒保卫战
”那样的
人民战争
。
纳粹
军队将被旷日持久的巷战耗得精疲力尽，最终来自远东的苏联援军赶到，德军将被迫投降，战争在1943年就提前结束了！
苏军领导干部早期存在溃逃现象
苏联官方拍摄二战影视作品显示，在德军逼近莫斯科之际，全城百姓同仇敌忾，无数志愿者加入战斗行动，自发起来保卫家园。但事实上，莫斯科保卫战初期，很多官员和百姓还是选择了弃城逃跑。
1941年10月16日，
苏联国防委员会
通过“关于疏散苏联首都居民”的决议。很多人将其理解为：莫斯科城很快就被拱手送给德国人了。城内很快便乱成一糟：地铁关闭，有轨电车停运。一些苏共官员们首先仓皇逃离出城。据史料记载，“第一天便有779名领导干部逃出首都，随身携带了价值2500万卢布的金钱和贵重物品，他们还动用了100辆轿车和货车运送家属。”看到领导们都逃离了，普通市民们也收拾细软，想办法出城。接连三天，出城的公路上人满为患。但到了10月20日，莫斯科城进入被围困状态之后，人员大量外逃现象不复存在。
德军无法望见克里姆林宫
大家普遍认为，当时德军在距离莫斯科城32公里处进攻受阻，不过已经成功拿下莫斯科近郊、毗邻
洛布尼亚
的克拉斯纳亚·波里亚纳镇。有传闻说，当时德军将军们登上钟楼，拿望远镜远眺克里姆林宫。应该说，这个传闻听起来极具可信度。可实际情况，只有在睛空万里的夏天方能从克拉斯纳亚·波里亚纳镇远眺克宫，在飘雪的冬季根本办不到。
1941年12月2日，驻柏林的美国记者威廉·希列尔曾煞有其事地报道说：据他了解，当天德军第258师所属侦察营攻入莫斯科近郊的希姆基镇，并从那里用望远镜仔细观察了克里姆林宫塔楼。这个说法也不太靠谱，从希姆基也是无法远眺克宫的。更何况当天德军第258师并未参与围攻莫斯科的战斗，德军档案库里也没有找到该师攻占希姆基的证明材料。
1941年的冬天并不很冷
德军第2坦克集团军司令古德里安曾将兵败莫斯科城归咎于俄罗斯的严冬。他说，如果不是严寒的阻遏，德国人11月份就在克宫里饮酒庆功了。由于冰雪天气，德军坦克深陷雪地、大炮也因燃油被冻无法开动，攻击力大打折扣。
但事实情况究竟如何呢？1941年11月4日莫斯科近郊的最低气温只有零下7度（此前10月份还多次下过雨，造成道路泥泞），而11月8日的最低温度是零度。虽然11月11至13日气温曾骤降至零下15度，但很快就回暖至零下3度，这样的天气很难被称之为“严寒”。
真正严寒（零下40度）的降临是在1941年12月5日苏联红军转入反攻之际。也就是说，严冬气候只是在苏联军队转入反攻追击德军之时起到一定作用，而残酷的莫斯科城下阻击战却是在并不太冷的气候条件下进行的。
在那时，德军士兵只能围在篝火旁，燃烧宝贵的汽油。
博罗季诺之战中的德军溃败
博罗季诺
之战是莫斯科战役中一场关键战斗。一些著作将这场战斗描述得非常惨烈。事实情况却是，驻守博罗季诺的德军是一帮乌合之众，在苏联红军的凌厉攻势之下很快便败下阵来。
1942年1月21日，俄罗斯人与法国人时隔130年之后在博罗季诺战场再次相遇（1812年夏，
博罗季诺会战
，法国皇帝
拿破仑一世
率军入侵俄国，在博罗季诺曾与俄军进行过一次恶战）。这些法国士兵其实是德军的法籍雇佣军，共计2452人。他们的任务是守住博罗季诺，阻止住苏联红军的进攻。德军元帅
冯·克鲁格
在向雇佣军们做战前动员时说：“要像拿破仑那样英勇战斗！”事实上，这支雇佣军根本不经打，几天内便被彻底击溃：一半士兵阵亡，数百人被俘，余者带着冻伤被遣送后方。
其实，早在1941年12月16日，惊讶于德军溃逃的希特勒曾发布一道类似斯大林当年签署的死命令：“不许后退！”，“坚守阵地至最后一名士兵战死”，并威胁称如果溃逃，将枪毙负领导责任的师长。但希特勒的强硬态度也起到了一定的作用，这使得德军有序的撤离，并巩固了防线。第4集团军参谋长布鲁门特里特在《致命决策》一书中写道：“希特勒已经意识到，部队在雪地上的撤退将导致整个战线的崩溃，我们的军队将重蹈拿破仑军队的覆辙。”结果不出希特勒所料：仅仅3年半之后，苏联红军便攻入了柏林……
