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希特勒的將領們，開始雖然確信莫斯科戰役將獲得成功，但也不能不看到因惡劣天氣給他們帶來的困難。11月19日，陸軍總參謀長哈爾德呈送希特勒的報告中，就描繪了一幅陰暗的圖畫。他在報告中說，由於天氣惡劣，補給品供應中斷，南方集團軍群停滯不前。在50 萬輛卡車中，百分之三十已損壞得無法修復，另有百分之四十需要大修或全面檢修，只有百分之三十仍在使用。中央集群每天至少需要31列火車運送補給品才能維持下去，但實際上只提供了16列火車。
報告還依次詳盡地描述了東線各集團軍群的情況，一再提到“補給品供應中斷”和兵力不足。
第6萊茵蘭——威斯特伐利亞師位於第9集團軍的左翼，在莫斯科西北方大約100公里處。自戰爭開始至11月1日，這個師傷亡大約3000人，這還算輕的。但與其他任何師一樣，寒冷的天氣到來時這個師已遠離後方約100多公里。10月間，補給品的供應完全中斷，第一線的炮彈消耗殆盡，也弄不到鐵絲網。口糧也斷絕了，他們設法“就地取食”，大量宰殺俄國的馬，在將近6個星期的時間內部隊基本上是吃馬肉。各部隊都組織自己的“徵集隊”到處搜尋馬匹和糧秣。由於缺乏馬匹，無法把需要14匹馬才能拉動的火炮都拉走。他們注意到蘇軍用拖拉機牽引火炮，即使戰爭初期損失了大部分野炮，但仍保存了大量的中型和重型火炮，因此裝備明顯比自己好。
德軍士兵到12月份，晝間氣溫下降到零下25度時，還沒有得到冬裝。希特勒是想打一個戰役就結束戰爭，然後只留60個師，其餘部隊全部撤回德國。所以他認為沒有必要百分之百地發放冬裝，他甚至禁止提起普遍發放冬裝的問題，以防引起部隊的不安。早在7月份哈爾德就提出了冬衣和冬天的膳宿問題，8—9 月間作了計劃並開始供應，但發給部隊的冬裝只有十分之一。於是納粹黨便著手在德國老百姓中募集冬衣，結果德國士兵得到的是各式各樣的衣服，其中包括婦女的皮大衣和皮手籠。夜間氣溫下降到攝氏零下30 幾度，所有的士兵在室外呆了1 小時以後都得回到室內待1 小時，以便使身體暖和過來，血液恢復流通。
寒冷的天氣既帶來了痛苦，也造成了挫折。車輛和車軸都被凍在泥里，無法開動。必須用鎬把車輛和火炮周圍的凍土一點兒一點兒的刨開，有許多車輛和火炮就是在試圖把它們從凍土中拖出來時損壞得無法使用了。如果不加防寒罩，車輛的發動機就會在行駛過程中凍壞。在卡車和坦克中途停車時，必須在發動機下面生火烘烤以防結冰。火炮驅退輔進機的液體都凝固了。
由於飲食不周，食用冰冷食物，有些人餐後嘔吐，有些人得了胃病。部隊沒有領到偽裝用的罩衣，有許多部隊連內衣和結實一點的靴子也沒有。士兵們至少要有兩人以上結伴而行，這樣才可以相互觀察對方是否出現了凍傷的徵候。傷員倒下就會死去，並不由於傷勢重，而是由於失血引起休克和凍傷。
至1941 年12 月5 日，德軍中央集群的74 個師已失去進攻能力，被迫在加里寧、克留科沃、圖拉以南至葉列茨寬達1000 余公里正面轉入防禦，部隊精疲力竭。
與德軍形成鮮明對照的是，在這種嚴寒中長大的紅軍將士卻顯得十分活躍。
12 月6 日清晨，西方方面軍轉入反攻，朱可夫給方面軍編成內各集團軍部隊的任務是：
庫茲涅佐夫指揮的第1 突擊集團軍在德米特羅夫一亞赫羅馬地區展開自己的全部兵力，並在第30 和第20 集團軍協同下向克林方向實施突擊，爾後向捷里那瓦一斯洛博達的方向進攻；
第20 集團軍隊紅波利亞納一白拉斯特地區出發，與第1 突擊集團軍和第16 集團軍協同，向索爾涅奇諾戈爾斯克方向實施突擊，從南面迂迴該市，爾後向沃洛科拉姆斯克實施突擊，此外，第16 集團軍以其右翼向克留科沃實施突擊；
第10 集團軍與第50 集團軍協同，向史達林諾戈爾斯克一博戈羅季茨克方向實施突擊，爾後繼續向烏帕河以南進攻。
反攻的意圖在於完成在西方方面軍兩翼攻擊的當前任務後，就可以粉粹德中央集群的突擊集團，排除對莫斯科的直接威脅。
聽到反攻的消息和指令，紅軍將士無不興奮異常。半年來失敗的恥辱、退卻的痛苦、對侵略者越積越深的仇恨，此刻都轉化為一種巨大的能量，推動著他們對疲憊不堪的敵軍發起猛烈的攻擊。他們都懷著一個心愿：“是該出口氣了，讓法西斯看看回家的路，嘗嘗背朝槍子的滋味！”
進攻的第一天，加里寧方面軍就突破了德軍防禦前沿，越過結冰的伏爾加河上游之後，開始還能遇到德軍猛烈的抵抗，後來，這支部隊前進迅速，插進到敵第9 集團軍的右翼，到達了德軍後方大約20 公里的圖爾吉諾沃。
12 月13 日，列柳申科指揮的第30 集團軍和第1 突擊集團軍部分兵力逼近克林。蘇軍從四面包圍了該城，並攻入市內，經過激戰，於12 月14 日夜肅清了克林之敵。
第20 和第16 集團軍的進攻更為順利，12 月9 日日終前，第20 集團軍粉碎了敵人的頑強抵抗，逼近索爾奇諾戈爾斯克，並於12 月12 日將德軍驅逐出城。第16 集團軍12 月8 日解放了克留科沃，並向伊斯特拉水庫發起進攻。
報告還依次詳盡地描述了東線各集團軍群的情況，一再提到“補給品供應中斷”和兵力不足。
第6萊茵蘭——威斯特伐利亞師位於第9集團軍的左翼，在莫斯科西北方大約100公里處。自戰爭開始至11月1日，這個師傷亡大約3000人，這還算輕的。但與其他任何師一樣，寒冷的天氣到來時這個師已遠離後方約100多公里。10月間，補給品的供應完全中斷，第一線的炮彈消耗殆盡，也弄不到鐵絲網。口糧也斷絕了，他們設法“就地取食”，大量宰殺俄國的馬，在將近6個星期的時間內部隊基本上是吃馬肉。各部隊都組織自己的“徵集隊”到處搜尋馬匹和糧秣。由於缺乏馬匹，無法把需要14匹馬才能拉動的火炮都拉走。他們注意到蘇軍用拖拉機牽引火炮，即使戰爭初期損失了大部分野炮，但仍保存了大量的中型和重型火炮，因此裝備明顯比自己好。
德軍士兵到12月份，晝間氣溫下降到零下25度時，還沒有得到冬裝。希特勒是想打一個戰役就結束戰爭，然後只留60個師，其餘部隊全部撤回德國。所以他認為沒有必要百分之百地發放冬裝，他甚至禁止提起普遍發放冬裝的問題，以防引起部隊的不安。早在7月份哈爾德就提出了冬衣和冬天的膳宿問題，8—9 月間作了計劃並開始供應，但發給部隊的冬裝只有十分之一。於是納粹黨便著手在德國老百姓中募集冬衣，結果德國士兵得到的是各式各樣的衣服，其中包括婦女的皮大衣和皮手籠。夜間氣溫下降到攝氏零下30 幾度，所有的士兵在室外呆了1 小時以後都得回到室內待1 小時，以便使身體暖和過來，血液恢復流通。
寒冷的天氣既帶來了痛苦，也造成了挫折。車輛和車軸都被凍在泥里，無法開動。必須用鎬把車輛和火炮周圍的凍土一點兒一點兒的刨開，有許多車輛和火炮就是在試圖把它們從凍土中拖出來時損壞得無法使用了。如果不加防寒罩，車輛的發動機就會在行駛過程中凍壞。在卡車和坦克中途停車時，必須在發動機下面生火烘烤以防結冰。火炮驅退輔進機的液體都凝固了。
由於飲食不周，食用冰冷食物，有些人餐後嘔吐，有些人得了胃病。部隊沒有領到偽裝用的罩衣，有許多部隊連內衣和結實一點的靴子也沒有。士兵們至少要有兩人以上結伴而行，這樣才可以相互觀察對方是否出現了凍傷的徵候。傷員倒下就會死去，並不由於傷勢重，而是由於失血引起休克和凍傷。
至1941 年12 月5 日，德軍中央集群的74 個師已失去進攻能力，被迫在加里寧、克留科沃、圖拉以南至葉列茨寬達1000 余公里正面轉入防禦，部隊精疲力竭。
與德軍形成鮮明對照的是，在這種嚴寒中長大的紅軍將士卻顯得十分活躍。
12 月6 日清晨，西方方面軍轉入反攻，朱可夫給方面軍編成內各集團軍部隊的任務是：
庫茲涅佐夫指揮的第1 突擊集團軍在德米特羅夫一亞赫羅馬地區展開自己的全部兵力，並在第30 和第20 集團軍協同下向克林方向實施突擊，爾後向捷里那瓦一斯洛博達的方向進攻；
第20 集團軍隊紅波利亞納一白拉斯特地區出發，與第1 突擊集團軍和第16 集團軍協同，向索爾涅奇諾戈爾斯克方向實施突擊，從南面迂迴該市，爾後向沃洛科拉姆斯克實施突擊，此外，第16 集團軍以其右翼向克留科沃實施突擊；
第10 集團軍與第50 集團軍協同，向史達林諾戈爾斯克一博戈羅季茨克方向實施突擊，爾後繼續向烏帕河以南進攻。
反攻的意圖在於完成在西方方面軍兩翼攻擊的當前任務後，就可以粉粹德中央集群的突擊集團，排除對莫斯科的直接威脅。
聽到反攻的消息和指令，紅軍將士無不興奮異常。半年來失敗的恥辱、退卻的痛苦、對侵略者越積越深的仇恨，此刻都轉化為一種巨大的能量，推動著他們對疲憊不堪的敵軍發起猛烈的攻擊。他們都懷著一個心愿：“是該出口氣了，讓法西斯看看回家的路，嘗嘗背朝槍子的滋味！”
進攻的第一天，加里寧方面軍就突破了德軍防禦前沿，越過結冰的伏爾加河上游之後，開始還能遇到德軍猛烈的抵抗，後來，這支部隊前進迅速，插進到敵第9 集團軍的右翼，到達了德軍後方大約20 公里的圖爾吉諾沃。
12 月13 日，列柳申科指揮的第30 集團軍和第1 突擊集團軍部分兵力逼近克林。蘇軍從四面包圍了該城，並攻入市內，經過激戰，於12 月14 日夜肅清了克林之敵。
第20 和第16 集團軍的進攻更為順利，12 月9 日日終前，第20 集團軍粉碎了敵人的頑強抵抗，逼近索爾奇諾戈爾斯克，並於12 月12 日將德軍驅逐出城。第16 集團軍12 月8 日解放了克留科沃，並向伊斯特拉水庫發起進攻。