德军在“闪电战”计划破产后，被迫缩短战线，妄图集中力量，迅速攻占莫斯科。莫斯科是苏联首都，全国政治、经济、军事和文化中心，也是铁路交通枢纽，具有极其重要的战略意义。希特勒认为，一旦攻占莫斯科，就能击败苏军主力，达到结束对苏战争的目的。9月30日，德军对莫斯科发动了代号“台风”的大规模攻势，妄图在10天之内攻占它。德军投入的兵力有74个半师，180万人，1700辆坦克，1390架飞机，14000多门大炮和追击炮。德军集中了最精锐的部队。苏军方面总共有95个师，125万人，990辆坦克，677加飞机，7600门大炮和迫击炮。希特勒扬言要在莫斯科红场上检阅他的法西斯军队。10月2日，德军从中部突破了苏军防线，到10月中旬的两周之内，德军中央集团军群完成了三个大包围圈，两个在布良斯克附近，另一个在维亚兹马以西。在这三个包围圈作战中，德军共俘虏了66．3万俄国人。面对这危急关头，苏军迅速在莫斯科以西约八十公里的莫日艾斯克组织了防线，阻止德军推进。10月10日，斯大林任命朱可夫大将为西方和预备队方面军司令员。朱可夫迅速重建了四个集团军，以防守莫日艾斯克。10月中旬，在北、西、南通往莫斯科的所有重要地段上都展开了激烈的战斗。10月15日，苏联政府的部分机构和外国使节迁往古比雪夫。斯大林留在莫斯科，亲自指挥保卫战。10月19日，国防委员会宣布莫斯科戒严，号召首都人民誓死保卫莫斯科。三天之内，全市组织了25个工人营，12万人的民兵师，169个巷战小组。有40万人参加修筑防御工事，其中四分之三是妇女。在首都和全国军民支援下，前线军民英勇抗敌，浴血奋战。到10月底，德军被阻止在加里宁·土耳基诺沃·沃洛克拉姆斯克·多罗霍沃·纳罗。佛敏斯克·谢尔普霍夫·阿列克辛以西一线。希特勒妄图在10月占领莫斯科的计划破产了。
