1941年6月22日戰(zhàn)爭爆發(fā)，8月上旬德匪攻占斯摩棱斯克，但斯摩棱斯克的戰(zhàn)斗阻礙其的攻勢直到9月中旬。其后，古德里安的裝甲部隊到達(dá)莫斯科外圍，但希特勒命令他轉(zhuǎn)向南方去支持龍德施泰特指揮的南方集團(tuán)軍群攻擊基輔。

9月，德軍相繼攻克基輔和明斯克后，集中力量執(zhí)行“臺風(fēng)”計劃，進(jìn)攻莫斯科。該計劃由統(tǒng)帥部和中央集團(tuán)軍群的博克商定，希特勒批準(zhǔn)執(zhí)行，內(nèi)容是：以斯摩棱斯克-莫斯科為基準(zhǔn)線，兵分兩路鉗擊，在蘇軍后方八十英里的維亞濟(jì)馬會合。

維亞濟(jì)馬-布良斯克戰(zhàn)役開始了。9月底至10月初，德軍先后攻克布良斯克和奧廖爾，10月7日到達(dá)維亞濟(jì)馬，完成合圍。10月13日，西方面軍和預(yù)備方面軍在維亞濟(jì)馬的部隊全軍覆沒，盧金被俘；23日，葉廖緬科的布良斯克方面軍主力被殲滅。這場戰(zhàn)役，蘇聯(lián)紅軍共損失58萬，只有葉廖緬科率8.5萬人成功撤退。

葉廖緬科上將撤至圖拉，古德里安的裝甲部隊緊隨而至。但在當(dāng)?shù)厥剀姷牡挚瓜?，德軍一直沒有攻下圖拉，其右翼大大延長，戰(zhàn)術(shù)密度被稀釋。

10月，秋雨季節(jié)到來了，蘇軍也在加強(qiáng)防御。預(yù)備方面軍被并入西方面軍，由朱可夫大將指揮；在莫斯科西北成立了加里寧方面軍，由科涅夫上將指揮；中亞和遠(yuǎn)東的部隊被調(diào)往莫斯科，莫斯科市民也進(jìn)行了總動員，并用戒嚴(yán)來鎮(zhèn)壓破壞分子。

11月7日是十月革命節(jié)，斯大林舉行了建國24周年大閱兵，并發(fā)表了著名的演說。這時當(dāng)?shù)匾呀?jīng)開始下雪。

11月13日，德國陸軍總參謀長哈德爾在中央集團(tuán)軍群總部召開會議，下達(dá)了“1941年秋季攻勢命令”：克魯格從正面主攻；左翼霍特從北面進(jìn)攻、霍普納從西面進(jìn)攻；右翼古德里安從南面進(jìn)攻。

進(jìn)攻開始了，左翼德軍繞開伊斯特拉水庫，占領(lǐng)了克林和索爾涅奇諾戈爾斯克，霍普納的一個摩托營進(jìn)入距莫斯科8公里的城郊；右翼古德里安突破圖拉防線。但由于蘇軍的頑強(qiáng)防御和多次反突擊，以及1941年在俄國人眼里都算嚴(yán)寒的冬季，德軍共損失慘重、精疲力竭。德軍共有15.5萬士兵被擊斃、800輛坦克被摧毀。

德軍原計劃在冬季之前結(jié)束戰(zhàn)斗，所以沒有準(zhǔn)備足夠的御寒裝備。而對蘇聯(lián)紅軍來說，尤其是那些來自西伯利亞的援兵，天氣只不過是“有點冷”而已。

11月29日，斯大林任命華西列夫斯基中將代理總參謀長，并按朱可夫的建議，命令華西列夫斯基立即制定反攻計劃。反攻計劃的主要目的是解莫斯科之圍，以朱可夫的西方面軍為主力，科涅夫的加里寧方面軍和鐵木辛哥的西南方面軍從兩翼配合行動。而德軍錯誤地判斷：蘇軍無力進(jìn)行大規(guī)模反擊。

12月5日-6日，蘇聯(lián)紅軍發(fā)動全面反攻。12月9日，紅軍解放了羅加切沃，11日解放了伊斯特拉，12日解放了索爾涅奇諾戈爾斯克，15日解放了克林，16日解放了加里寧，20日解放了沃洛科拉姆斯克。南面的古德里安也撤出圖拉。

12月19日，希特勒將陸軍總司令布勞希奇撤職，由自己親自擔(dān)任；博克元帥被取消中央集團(tuán)軍總司令的頭銜，由克魯格取代；霍普納被開除軍籍，剝奪身穿軍裝和領(lǐng)取養(yǎng)老金的權(quán)利；古德里安上將被停職。共有35名德軍高級將領(lǐng)因莫斯科會戰(zhàn)受到不同程度的處分。

希特勒下令一步也不許后退，以避免重蹈拿破侖的覆轍。1月初，德軍被驅(qū)逐到100至350公里之外，這時來自西歐的援兵阻止了蘇軍的反攻，雙方進(jìn)入僵持。

整場莫斯科保衛(wèi)戰(zhàn)，德軍損失50萬人，蘇軍損失70萬人。此后，蘇軍圍繞敵人在勒熱夫、瑟喬夫卡、維亞濟(jì)馬一帶據(jù)守的“勒熱夫突出部”進(jìn)行了一系列進(jìn)攻，即勒熱夫-瑟喬夫卡戰(zhàn)役，德軍則稱之為“勒熱夫重點防御”。