30 сентября немецкие войска возобновили наступление на Москву. Операция получила кодовое название «Тайфун». Её осуществление возлагалось на группу армий «Центр», имевшую в своем составе мощный «бронированный кулак» в виде сразу трёх танковых групп. Группе армий «Центр» противостояли войска Западного, Резервного и Брянского фронтов. Наступление врага развивалось стремительно. Уже 3 октября, преодолев за четыре дня 200 км, немецкие танки ворвались в Орёл. 7 октября немцы в районе Вязьмы завершили окружение четырех армии Западного фронта.
Спустя два дня в «котле» оказались и войска Брянского фронта. Из окружения удалось вырваться чуть более 100 тыс. человек. В сводке немецкого командования об итогах боёв в районе Вязьмы и Брянска сообщалось о пленении 663 тыс, солдат и командиров. Дорога на Москву была открыта. Для того чтобы задержать врага, срочно были сформированы и брошены в оои четыре дивизии народного ополчения, курсанты военных училищ. Это была тактика затыкания дыр, но иного выхода командование не видело. Надо оыло выиграть время, чтобы подтянуть резервы из глубины страны и создать новую линию обороны на подступах к Москве. 8 октября Государственный Комитет Обороны принял постановление о подготовке к уничтожению 1119 предприятий и других объектов Москвы и области. Во главе нового Западного фронта стал Г. К. Жуков. Враг продолжал продвигаться к Москве. 15 октября ГКО принял постановление об эвакуации столицы. 20 октября ГКО ввёл в столице осадное положение. 7 ноября на Красной площади состоялся парад войск. Войска, участвовавшие в параде, прямо с Красной площади направлялись в бои. 15-16 ноября гитлеровцы возобновили наступление на Москву. Тяжёлые бои развернулись в районе Клина, Волоколамска. Особенно упорно дрались воины стрелковых дивизий И.В. Панфилова, А.П. Белобородова, кавалеристы Л.М. Дозатора, ПА. Белова. В конце ноября стало заметно, что немецкое наступление потеряло свою мощь. Враг так и не смог захватить Тулу. Танковые соединения противника понесли значительные потери, их продвижению мешала осенняя распутица, а затем и сильные морозы.
Вследствие больших потерь боевой дух германских солдат заметно упал. 5-6 декабря 1941 г. войска трёх советских фронтов перешли в контрнаступление под Москвой. Наступление развернулось на полосе 1000 км, от Калинина до Ельца. Исход сражения решил боевой дух войск, талант новой плеяды полководцев, которые быстро овладевали военным искусством, таких как Г.К. Жуков, A.M. Василевский, И.С. Конев, К.К. Рокоссовский, Л.А. Говоров, ИХ. Баграмян. К тому же немцы не оыли подготовлены к войне в зимних условиях. 8 декабря Гитлер отдал войскам директиву о переходе на советско-германском фронте к обороне, отстранил от занимаемых должностей часть своего генералитета и сам принял верховное командование. К началу января 1942 г. враг был отброшен от Москвы на 100-250 км. Были освобождены Калинин (Тверь), Калуга. Войска Красной Армии перешли в наступление и на других участках фронта. Победа под Москвой имела огромное военное и политическое значение. Это было первое крупное поражение гитлеровцев во Второй мировой войне.