Возобновление немецкого наступления (15 ноября – 4 декабря)
15 ноября 1941 немецкие танковые армии начали наступление к Клину, где советских резервов не было из-за приказа Сталина устроить попытку контрнаступления у Волоколамска. Это приказ вынудил отвести все силы от Клина на юг. Первые немецкие атаки разделили советский фронт надвое, оторвав 16-ю армию от 30-й. Последовало несколько дней жестоких боёв. Жуков вспоминал в мемуарах, что враг, невзирая на потери, атаковал в лоб, желая прорваться к Москве любой ценой. Но «многослойная» защита снижала число советских жертв. 16-я русская армия медленно отступала, постоянно огрызаясь на теснившие её немецкие дивизии.
3-я германская танковая группа 24 ноября после тяжелых боев захватила Клин, а 25 ноября – Солнечногорск. Сталин спрашивал Жукова, удастся ли отстоять Москву, приказывая ему «отвечать честно, как коммунист». Жуков ответил, что отстоять возможно, но крайне необходимы резервы. К 28 ноября немецкая 7-я танковая дивизия захватила плацдарм за каналом Москва-Волга – последним крупным препятствием перед Москвой – и заняла позицию менее чем в 35 км. от Кремля, но мощная контратака 1-й советской Ударной армии вынудили гитлеровцев отойти. К северо-западу от Москвы силы вермахта дошли до Красной Поляны, немногим более 20 км. от города. Германские офицеры могли видеть некоторые крупные здания русской столицы в полевые бинокли. Войска обеих сторон были сильно истощены, в некоторых полках осталось по 150-200 бойцов.
18 ноября 1941 возобновились и бои на юге, близ Тулы. 2-я германская танковая группа пыталась окружить этот город. И здесь немецкие войска были сильно потрёпаны в предшествующих боях – и до сих пор не имели зимней одежды. В результате их продвижение составляло всего 5-10 км. в день. Немецкие танкисты подверглись фланговым атакам со стороны советских 49-й и 50-й армий, расположенных у Тулы. Гудериан, тем не менее, продолжал наступление, взяв 22 ноября 1941 Сталиногорск (теперь – Новомосковск) и окружив дислоцированную там советскую стрелковую дивизию. 26 ноября немецкие танки подошли к Кашире, городу, контролирующему главную магистраль в Москву. На следующий день началась упорная советская контратака. 2-й кавалерийский корпус генерала Белова, поддержанный наскоро сколоченными формированиями (173-й стрелковой дивизией, 9-й танковой бригадой, двумя отдельными танковыми батальонами, отрядами ополчения), остановил близ Каширы немецкое наступление. В начале декабря немцы были отброшены назад, и южные подходы к Москве защищены. Не сдавалась и Тула. На юге силы вермахта не приблизились к Москве так тесно, как на севере.
Встретив сильное сопротивление на севере и юге, вермахт 1 декабря попытался устроить прямое наступление на русскую столицу с запада вдоль шоссе Минск-Москва, недалеко от Наро-Фоминска. Но эта атака имела лишь слабую поддержку танков против мощной советской обороны. Столкнувшись с непоколебимым сопротивлением 1-й гвардейской мотострелковой дивизии и фланговыми контратаками 33-й русской армии, немецкое наступление застопорилось и через четыре дня было отражено начатым советским контрнаступлением. 2 декабря одному германскому разведывательному батальону удалось достичь города Химки – около 8 км от Москвы – и захватить здесь мост через канал Москва-Волга, а также железнодорожную станцию. Этот эпизод ознаменовал собой самый дальний прорыв немецких войск к Москве.
Между тем начались сильные морозы. 30 ноября Фёдор фон Бок сообщал в Берлин, что температура была –45° C. Хотя, по данным советской метеослужбы, самая низкая температура декабря достигала лишь –28.8° C, немецкие войска без зимней одежды замерзали и при ней. Их техническое снаряжение не было приспособлено для столь суровых погодных условий. Среди немецких солдат было отмечено более 130 тысяч случаев обморожения. Замерзало масло в двигателях, моторы перед использованием приходилось прогревать несколько часов. Холодная погода вредила и советским войскам, но они были лучше для неё подготовлены.
Наступление войск Оси на Москву остановилось. Гейнц Гудериан писал в дневнике: «наступление на Москву не удалось... Мы недооценили силы противника, расстояния и климат. К счастью, я остановил свои войска 5 декабря, иначе катастрофа была бы неизбежна».
Некоторые историки полагают, что важную роль в защите Москвы сыграли искусственные наводнения. Они устраивались в основном для того, чтобы сломать лед и помешать германским войскам переправиться через Волгу и Московское море. Первым таким актом был взрыв плотины Истринского водохранилища 24 ноября 1941. Вторым был слив воды из 6 резервуаров (Химки, Икша, Пяловск, Пестов, Пирогов, Клязьма) и Московского моря в районе Дубны 28 ноября 1941. И то, и другое провели по приказу советского Генштаба 0428 от 17 ноября 1941. Эти наводнения посреди сурового зимнего времени частично затопили около 30-40 деревень.