1941年11月15日，德军开始向莫斯科发起第二次进攻。1941年11月7日，希特勒正在设于腊斯登堡的“狼穴”大本营里，满心欢喜地等着包克能够给他带来攻占莫斯科的好消息，却万万没想到等来的竟然是红场阅兵这样一个绝妙的“好消息”。
斯大林在红场阅兵的消息，传到希特勒的耳朵里时，已是当天傍晚了。闻听此言。希特勒大发雷霆：“简直令人难以置信，斯大林竟然能在德国空军的机翼底下，检阅部队！这是对帝国空军的公然蔑视，蔑视！”希特勒歇斯底里发作了一阵子，觉得还不足以消除心头之恨，于是大声喊道：“哈尔德，你马上与包克联系，问问他，为什么在今天放过了俄国人？难道他对俄国连最起码的常识都没有吗？不知道11月7日这一天对他们有多么重要，因而对我们来说也就十分重要吗？红场阅兵……这是一种挑衅，赤裸裸地挑衅！对这种挑衅，只能用炸弹加倍惩罚！告诉包克，今天晚上必须对莫斯科实施最猛烈的空袭！”恼怒之下的希特勒立即调兵遣将并敦促包克再次从地面进攻莫斯科。
按照希特勒的要求，德军将组成两大重兵突击集团，从莫斯科的西北和西南两翼实施突击。赫普纳的第4装甲集群与赖因哈特的第3装甲集群并拢，在施特劳斯第9集团军的配合下向沃洛科拉姆斯克、克林方向进攻，力争从西北接近并迂回包抄莫斯科，如有可能就从北面突破。古德里安的第2装甲集团军向高图拉、卡希拉、科洛姆纳进攻，从南面逼近莫斯科。而莫斯科以西宽大的正面，则由克鲁元帅的第4集团军实施攻击。这样，在战役打响后，力求形成这样一种态势：在莫斯科周围，兵力部署犹如一个半张开的巨掌，上边是并拢的食指、中指、无名指和小拇指，下面是最粗的大拇指，中间则是密不透风的手掌心儿。希特勒认为，这个“巨掌”对莫斯科既可以掐，又可以捏，直至将它死死地攥在手心里！
希特勒对他的这份“杰作”可说是极为满意，于是向部队下达了战斗指令：从11月13日起，中央集团军群全线开始进攻，目标——莫斯科！
莫斯科成千上万的军民在“坚决死守莫斯科”战斗口号的鼓舞下，在最危急的时刻，在每一寸土地上与法西斯展开了拼死作战，使德军每前进半步都要付出无数血的代价。但德军在开始的几天总算还给希特勒争气，进攻频频得手，推进速度虽说不是太快，但却一步步地向莫斯科逼近。而随着德军的逼近，苏军的抵抗也越来越顽强，常常是打得整营、整团地不剩一人为止。到12月3日，德军第4坦克集团军在遭受重大损失后攻占了红波利亚纳。
这个红波利亚纳，今天已改名为梅季希，它是在莫斯科西北郊，距莫斯科仅有27公里，从这里坦克最多一个小时便能抵达莫斯科城。闻讯赶来的中央集团军群司令、陆军元帅包克站在塔楼顶部，手拿望远镜，当克里姆林宫尖顶那颗闪闪发光的红星尽收眼底时，他嘴里低声自言自语：“看到了，红星……我总算看到莫斯科了……”
然而，包克当时怎么也没有想到，这不仅是他此生此世所能到达的距莫斯科最近的地点，而且也是德国军队第一次和最后一次看到莫斯科。他很快就发现，那颗红星是那么地可望而不可及，它虽然近在咫尺，却又像天空的星星一样是那么地遥远、遥远……
12月初，莫斯科已是寒冬季节。白皑皑的莫斯科郊外，凛冽的寒风裹着卷起的层层雪浪，阵阵呼啸，铺天盖地而来，就仿佛要把整个大地吞没似地昼夜不停。
温度计的水银柱在急剧下降。在这零下40多摄氏度的冰天雪地中，一些身着单衣，紧裹破毛毯的德国官兵在呼啸的北风中冻得瑟瑟发抖，他们一边哆嗦，一边捉身上的虱子。在田野上、堑壕边，顿河冰水中，到处可见冻僵了的德国兵尸体，而那些已冻得奄奄一息的士兵们，望着满天越下越大的鹅毛大雪，都在绝望中无可奈何地痛苦呻吟着。
1941年12月4日，苏第16集团军在红波利亚纳地区发起反击。红波利亚纳镇几易其手，苏军与德军在镇外展开坦克战，镇内则进行巷战。战斗异常激烈，整整持续了一整天，直到天黑，苏军终于把德军逐出红波利亚纳。
与红波利亚纳地区相仿，莫斯科周围其他地区的战斗也是呈白热化状态，战斗的双方就犹如角逐的足球场，德军的前锋已将球带入禁区，正在寻找一切机会企图“破门”而入，而苏军“后卫”也是拼命扑救、补位，死死地保护着自己的大门。双方都是不遗余力，而且双方都知道这是最后关头，谁能坚持住，谁就能取胜。12月5日，对苏军来说是整个莫斯科保卫战最关键的一天，而纳粹将领们则称之为“最黑暗、悲惨的一天”。这一天，德军在环绕莫斯科周围320多公里的半圆型阵地上，全线被苏军制止住了。不仅如此，古德里安自从他那支所向无敌的装甲部队踏平波兰以来，第一次被迫后撤，以便在坚硬的冰天雪地上组织起一道防线。然而，德国人已经什么都来不及了，苏军的反攻开始了。
1941年12月6日，大雪铺天盖地，整个战区一片银白。朱可夫的西方面军首先从莫斯科的西北发起了反攻，接着在莫斯科前沿北起加里宁、南至叶列茨长达1000多公里的战线上，苏军7个军团和2个骑兵军——共计100个师全线出击。
听到反攻的消息和命令，红军将士们无不兴奋异常。半年来失败的耻辱、退却的痛苦、对入侵者的仇恨，此刻都将转化为一种巨大的能量，推动着他们对疲惫不堪的德军发起猛烈的攻击。他们都怀着这样一个心愿：“是该出口气了，让法西斯看看上西天的路，也让他们尝尝背后挨枪子儿的滋味！”
反攻的第一天，科涅夫率领的加里宁方面军就突破了德军的防御前沿，越过封冰的伏尔加河上游之后，猛扑精疲力尽的德军。他们进展神速，很快就插进到德军第9集团军的右翼，到达了德军后方大约20公里的图尔吉诺沃。
第29、第31集团军在当天即渡过伏尔加河，对固守在加里宁的德军第9集团军的交通线构成严重威胁。第30集团军在骁勇善战的列柳申科将军率领下，迅速击溃德军在德米特罗夫西北的抵抗，冲向克林地区，威胁着德军第3、第4坦克集群的后方。库兹涅佐夫率第1突击集团军在德米特罗夫以南进攻，并越过莫斯科和加里宁铁路。
第20和第16集团军的进攻更是顺利，12月9日，第20集团军粉碎了德军的顽强抵抗，将德军驱逐出索尔奇诺戈尔斯克，12月8日，第16集团军解放了克留科沃，并开始向伊斯特拉水库发起进攻。此外，戈沃罗夫将军指挥的第5集团军也积极向前推进，从而有力地保证了第16集团军的进攻。
在参加反攻的部队中有新从内地及远东地区调来的，也有长期坚守莫斯科防线的；有新入伍的，也有久经沙场的。这样一支有着步兵、炮兵、坦克兵、骑兵和空军组成的强大反击兵力，是德军做梦也没有想到的。等到包克反应过来，苏军的攻势已是锐不可挡。从12月7日起，反攻速度不断加快，反攻的前3天，苏军便推进了30公里至50公里，而且攻势一浪高过一浪，战果也越来越大。
在反击中为扩大战果，斯大林特意将西方面军航空兵的飞机增加至1000多架，这大大超过了德中央集团军群的飞机数量。强大的反击部队在航空兵的有力支援下，越战越勇，到1942年1月初，苏军完全击溃了窜至莫斯科城下的德中央集团军群的突击兵团，德军被迫后退100公里至250公里，从而解除了德军对莫斯科的直接威胁。
当苏军发起反击时，正在受冻挨饿的德军不得不在没有足够冬季装备的条件下进行激烈的战斗，他们伤亡惨重，根本无力阻止苏军的攻势，防线到处出现危机并被迫撤退。德中央集团军群司令包克元帅几天前，还准备乘坐第一辆坦克冲进莫斯科城，现在也不得不承认自己“已到了山穷水尽的地步”，并且准备将他的部队撤往库尔斯克-奥廖尔-勒尔一线作为德军的“冬季阵地”。
