1941年-1942年的冬季就算以俄国人的标准来说都是异常的严寒，德军因战线过长，补给不足，战役中消耗过大，既没有设防御阵地和战役预备役，又无在冬季条件下作战的准备，11月上旬入冬，虽然道路能够使用，但是德军的冬季装备不足，由于认为在入冬前就能结束战斗，保暖衣服和白色伪装服严重不足，坦克和其他的车辆都因为严冬极度寒冷低温而不能动弹，而苏军则士气高涨。

　斯科的苏联红军而言情形则恰好相反，来自西伯利亚的苏联红军早已习惯了寒带生活，有着足够的冬季作战装备，他们的枪炮套上了保暖套，涂上了防冻润滑油，有足够的棉衣，皮靴和护耳冬帽来御寒。

　到1941年11月29日，德军已成强弩之末，在各个方向上的进攻都得到了遏制，此时，朱可夫要求斯大林将预备队第10集团军，第20集团军和第1突击集团军转隶给西方面军。此时，苏军的实力是，总兵力110万余人，7652门火炮，774辆坦克，1000余架飞机。德军共有170万余人，13500门火炮，1170辆坦克，615架飞机。虽然德军兵力要多于苏军，但是由于其战线过长，兵力分散，战线并不稳固。

　苏联红军转入反攻并粉碎莫斯科城下德军的条件已具备。斯大林任命华西列夫斯基中将担任代理总参谋长，并命令他立即拟定反攻作战计划，苏联红军反攻的指导思想是，同时粉碎德军“中央集团军群”分别从北面和南面威胁莫斯科的最危险的突击集团。反攻的基本任务赋予了西方面军。加里宁方面军和西南方面军分别在其北面和南面实施突击。

　1941年11月29日，朱可夫致电斯大林下达反击命令，当晚，斯大林下达了反突击的命令。但这没有引起德国的注意，1941年12月4日，德军中央集团军群根据所获取的情报得出结论：苏联没有能力发起一场大规模的反击行动。

　到了1941年12月5日，加里宁方面军的第30集团军首先转入反攻，此时德军进攻能力显然已经衰竭。德军装甲集群侧翼遭到了强烈的打击，进攻的苏联军队迫使他们向克林方向撤退。

　12月6日，西方面军在南北两个方向上对德军发动反击，德军部队在气候和苏军双重打击下，被从莫斯科附近击退。

　1941年12月6日晚，在图拉的古德里安部决定退回原来的防线。

　希特勒签署了在苏德战场全线包括莫斯科方向转入防御的训令。

　12月9日，苏联红军解放了罗加切沃，11日解放了伊斯特拉，12日解放了索尔捏奇诺戈尔斯克，15日解放了克林，16日解放了加里宁，20日解放了沃洛科拉姆斯克。

　12月19日，希特勒免去了陆军总司令勃劳希契的职务，自己亲自兼任陆军总司令。他发布命令说道：“每个人应站在其现在的位置上打回去。当后方没有即设阵地时，绝对不允许后退”。虽然德军将领都一再要求撤退，而且古德里安和赫普纳都因为擅自撤退而被免职，可是希特勒却认为万万不可以撤退，否则会重蹈拿破仑的覆辙。虽然由于他的固执，才会使得战役走到惨败的边缘，可是由于他的固执，才使他不曾跳入这个深渊。毫无疑问，因为他的不肯撤出苏联，或者是斯摩棱斯克以东的地区，才使他的大军避免了一个比1812年还要更可怕的浩劫。希特勒的计划与拿破仑的计划不同，不是全线撤退，而是向后方运动。将原来前进的补给线都变成了抵抗据点，到12月底，在莫斯科西南方面，苏联红军收复了卡卢加。在西北方向，加里宁也被苏联红军收复。东南方向，苏联红军解除了德军对图拉的包围。莫斯科会站结束后，苏联红军取得了苏德战争爆发以来的第一次大胜利。德军损失人员50万余人，坦克1300余辆，火炮2500门，德军不得不改“闪击战”为“持久战”。

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