Немцы бросили на Москву 51 дивизию, в том числе 13 танковых и 7 моторизованных. Но все они были далеко не полного состава, так как не пополнялись с начала Восточной кампании. Фон Бок планировал еще до наступления сильных морозов окружить Москву, разбив фланговые группировки советских войск. Но сил для реализации столь обширного замысла у него не хватало, равно как не было сил и для лобового штурма Москвы. Впрочем, такой штурм Гитлер давно уже запретил, опасаясь больших потерь вермахта в уличных боях.
Советское сопротивление нарастало, и плотность обороны по мере отхода к Москве увеличивалась. Уже 21 ноября фон Бок всерьез засомневался в том, что его войскам удастся взять Москву. В конце ноября противнику удалось овладеть районом Клин, Солнечногорск, Истра. Но дальнейшему продвижению помешал произведенный советской стороной сброс воды из Истринского, Иваньковского водохранилищ и водохранилищ канала имени Москвы. В результате образовался водяной поток высотой до 2,5 м и протяженностью до 50 км.
К началу декабря немецкие дивизии отделяло от столицы всего 25–30 км. Разведывательный отряд даже форсировал канал Москва – Волга, но, не получив поддержки, вернулся обратно.
К концу ноября немецкое выступление на Москву выдохлось. Гальдер записал в своем дневнике 29 ноября мнение фон Бока, что «если развернутое сейчас на Москву наступление не будет иметь успеха… то Москва станет вторым Верденом, т. е. сражение превратится в ожесточенную фронтальную бойню». Вермахт выдохся. Сказывалось также отсутствие морозоустойчивых горючего и масел и нехватка зимнего обмундирования. Группа армий «Центр» несла большие потери обмороженными. К Москве были переброшены свежие дивизии с Дальнего Востока. Становилось все очевиднее, что Япония направит свою агрессию против США и Британской империи для захвата жизненно необходимых сырья и нефти. К тому времени Красная Армия потеряла 23 тыс. танков (вермахт – 2250), все самолеты, дислоцированные на Западе, и почти весь кадровый состав сухопутных сил. Однако оставались кадровые дивизии, располагавшиеся за Уралом и в Средней Азии, и миллионы необученных призывников. На Урале, куда эвакуировали предприятия с оккупированных территорий, производилась новая боевая техника, хотя общий объем промышленного производства упал почти вдвое. Стала поступать помощь от Англии и США, позволившая уменьшить нехватку бензина и взрывчатки.
К концу оборонительного сражения группа армий «Центр» вынуждена перейти к обороне на достигнутых в ходе наступления позициях, совершенно неподготовленных к отражению грядущего советского контрнаступления. Никаких резервов у нее не осталось, тогда как у Западного и Калининского фронтов еще оставались в тылу пять свежих армий.
