Kota Moskwa sekarang telah menjadi sasaran bagi serangan udara. Penduduk telah diperintahkan untuk membangun barikade di jalanan, bahkan pertahanan dibangun sampai ke wilayah Kremlin sebagai pusat pemerintahan. Pejabat-pejabat pemerintahan Uni Soviet, kecuali Stalin, telah pindah ke kota Kuibyshev (Samara, nama saat ini). Tujuan Stalin untuk tetap tinggal di Moskwa adalah untuk memberi contoh dan meningkatkan moral pasukan serta penduduk. Untuk menunjukkan keinginan kuat dari tentara Soviet, Stalin pernah memerintahkan Tentara Merah pada perayaan Revolusi 7 November untuk melakukan parade di Lapangan Merah, dimana pasukan yang melakukan parade berbaris langsung ke garis depan.
Di lain pihak, gerak maju Jerman telah mengalami penurunan. PasukanPergerakan tentara Jerman sempat lumpuh sebagian akibat hujan turun, mengakibatkan jalan-jalan yang dilalui menjadi kubangan lumpur. Pada bulan November 1941, salju mulai turun di Rusia. Masalah jalanan memang dapat teratasi karena jalanan kembali mengeras. Namun di lain pihak, pada saat musim dingin tersebut, tentara Jerman tidak dilengkapi dengan pakaian musim dingin, sebagai akibat prediksi Hitler yang menganggap Uni Soviet dapat jatuh di musim panas atau dalam waktu 2 bulan dari saat invasi awal dilakukan. Tidak hanya pakaian musim dingin yang kurang, peralatan Jerman seperti tank, persenjataan, dan kendaran-kendaraaan lainnya juga mogok akibat cuaca dingin dibawah 0° celcius. Bahkan musim dingin yang terjadi pada saat itu, dianggap oleh orang Rusia sendiri sebagai yang paling dingin dari yang pernah terjadi sebelumnya.
Pembangunan pertahanan Soviet di depan kota Moskwa sendiri dilakukan secara tergesa-gesa. Pemimpin Soviet mengirim ribuan sukarelawan dan rekrutmen ke medan perang, bahkan termasuk diantaranya batalyon wanita langsung menuju senapan mesin. Di front Moskwa-lah istilah PanfilovecPanfilovic menjadi istilah terkenal, mengambil nama I.V. Panfilov, komandan divisiDivisi senapanSenapan Ke ke-316, yang tewas mengorbankan dirinya dalam pertempuran melawan tank Jerman. Hanya sedikit tentara Soviet yang selamat dalam pertempuran itu, dengan meninggalkan korban tentara Jerman yang tidak sedikit.
Pada 27 November 1942, Tentara Jerman pernah sempat mencapai posisi paling timur dari invasi mereka ke Uni Soviet. Sebuah kelompok patroli tentara Jerman berhasil menguasai sebuah stasiun kereta api yang berjarak 27 kilometer diluar kota Moskwa, sebelum akhirnya berhasil diusir oleh pasukan pertahanantentara Soviet.
