4. prosince 1941 tedy zastavila německá vojska útok, a jako jiz několikrát, podcenilo německé velení moznosti sovětské armády, kdyz předpokládalo, že Rudá armáda se obranou Moskvy naprosto vyčerpala a nelze tedy v blízké době očekávat nějaké protiakce z její strany.Sověrský protiútok začal začátkem prosince na úseku Kalininského frontu.
V prvních dnech útoku nenabyl sovětský postup zádných velkých rozměrů, kdyz se projevoval nedostatek tanků a sníh značně ztězoval pohyb vojsk. Ale přesto jiz 9. prosince přetala 30. armáda zelezniční trat Moskva-Kalinin. O čtyři dny později postoupila 1. úderná armáda spolu s 30. armádou ke Klinu a obklíčily ho a 15. prosince byl Klin vyčistěn od nepřítele. Dobře si vedla i 16. a 20. armáda Západního frontu.
9. prosince se 20. armáda přiblízila k Solněčnogorsku a 11. prosince jej obsadila. Rokossovského 16. armáda svedla tuhý boj s německou armádou u Krujkova a poté, co zde dosáhla vítězství, postupovala dále směrem k Isterské vodní nádrzi. Armády pravého křídla Západního frontu pronásledovaly ustupující německé vojáky až k linii řek Lama a Ruga, kde Němci kladli tvrdý organizovaný odpor a nedovolili Rudé armádě dále postoupit. Zároveň vojska levého křídla Zukovova frontu zaútočila ve směru na Tulu proti Guderianově 2. tankové armádě.
10. armáda získala zpět nočními údery Michajlov a Serebrjanyje Prudy a pronásledovala ustupující německé vojsko. Pozadu nezůstal ani 1. gardový jezdecký sbor generála Bělova, když dobyl 9. prosince Veňov a o dva dny na to Stalinogorsk.
Zároveň začalo hrozit 2. tankové armádě obklíčení, protože 50. armáda V.I. Boldina prolomila německou obranu jižně od Tuly. Podobně se dařilo i jednotkám 49. armády, která zvítězila v bojích u Aleksina. Situace se pro ustupující německou armádu stala kritickou.
16. prosince vydal Adolf Hitler svým vojskům jeden z nejslavnejsich rozkazu HALTBEFEHL, zakazoval jakýkoliv ústup a vyzadoval maximální odpor při bránění pozic a boj do posledního muze. Je vysoce pravděpodobné, ze tento příkaz zachránil wehrmacht od mnohem hrozivějsí porázky, nez k jaké nakonec doslo. V praxi vsak mnoho německých velitelů, mezi nimi i Guderian a Hoepner, povolovalo svým jednotkám omezený ústup, kdykoliv to situace pod tlakem okolností vyzadovala. Neúspěchy v bojích před Moskvou si následně začaly vybírat svou daň i v personálním obsazení německého velení.
18. prosince 1941 byl z funkce velitele OKH odvolán Walter von Brauchitsch a Hitler se stává vrchním velitelem armády. Ani nyní vsak nepovoluje wehrmachtu zádný ústup. Následně odchází z pozice velitele skupiny armád Mitte polní marsál von Bock a je nahrazen polním marsálem Güntherem von Klugem. Odvolání neuniká na vánoce 1941 ani legendární Heinz Guderian, ani generál Hoepner a mnoho dalsích německých velitelů.
Porázkou Guderianovy 2. tankové armády bylo s konečnou platností zazehnáno nebezpečí hrozící Tule a vojska Západního frontu postoupila při svém protiútoku až o 130 km. 18. prosince přesla do útoku také středová sestava frontu, kterou tvořila 5. (Govorov), 33. (Jefremov) a 43. (Golubev) armáda. Od začátku sice narázela na houževnatý odpor bránících se Němců, ale nakonec se jim podařilo získat pod kontrolu Naro-Fominsk, Borovsk a Malojaroslavec.
Úspěchů při své ofenzívě dosáhla i vojska Timošenkova Jihozápadního frontu. 3. armáda (J.G. Krejzer), 13. armáda (A.M. Grodaňsky) a operační skupina generála F.J. Kostěnka útočily v prosinci proti silám 2. tankové armády a dokázaly postoupit o 80-100 km a osvobodit Jelec, Jefremov a dalsí rozsáhlá území. Později tyto armády přesly pod velení Brjanského frontu a do začátku ledna útočily na orelském směru. Tady je zastihl konec první fáze sovětské protiofenzívy, která se zastavila na čáře Oreski - Starica - řeky Lama a Ruza - Malojaroslavec - Tichonova Pustyň - Kaluga - Mosalsk - Suchiniči - Beljev - Mcensk - Novosil.
7. leden roku 1942 bývá označován za konec útočné fáze boje o Moskvu a sovětský protiútok se mění na generální ofenzívu. Vzhledem k úspěchu prosincových akcí Rudé armády bylo totiz rozhodnuto, pokračovat v útoku vsemi silami, a to na celé frontě. Útok se nakonec za účasti celkem 10 frontů rozvinul od Ladozského jezera az k Černému moři a boje probíhaly od ledna az do dubna 1942.
I tato ofenziva však skoncilo castecnym neuspechem .
Města jako Děmjansk, Brjansk, Vjazma a Kursk tedy zůstala v německých rukou a wehrmacht v tomto prostoru dokázal zformovat pevnou obranu na linii téměř 350 km dlouhé. V té době jiz byla útočící Rudá armáda značně unavena a opotřebována bezvýslednými útoky na opevněné Němce, navíc začalo váznout zásobování a potřeby vojsk nebyly uspokojovány ani zdaleka tak, jak by si situace zádala. Na přelomu března a dubna podnikla Rudá armáda podle směrnice vrchního velitele (Stalina) poslední pokus o prorazení rzevsko-vjazemské obranné čáry, ale bezvýsledně. Hlavní stan tedy schválil přechod Rudé armády do obrany na linii Velikije Luky - Veliz - Děmidov - Bělyj - Duchovsčina - Dněpr - Nělidovo - Rzev - Pogoreloje - Gzatsk - Ugra - Spas - Děmensk - Kirov - Ljudinovo - Cholmisči - Oka. Tím byl sovětský útok definitivně zastaven.
Celkové výsledky bojů o Moskvu však mohly sovětskou armádu výrazně uspokojit. Německé ozbrojené síly byly před hlavním městem zastaveny a v následné protiofenzívě zatlačeny 150-300 km daleko od Moskvy. Navíc nebýt Hitlerových rozkazů zakazujících ústup, mohlo vítězství zřejmě nabýt mnohem větších rozměrů.
Tvrdý odpor německých vojáků spolu s nedostatečným vybavením sovětské armády, zejména v druhé fázi protiútoku, zabránil úplnému zhroucení wehrmachtu na východní frontě. Německá armáda tak nebyla zdaleka poražena. Přesto, že jiz nikdy nedokázala obnovit útok na celé délce fronty, čekala ji v nadcházejícím jixním letním tazení jestě mnohá vítězství. Ztratila vsak svou pověst neporazitelné armády a mnoho německých velitelů připustilo obrovské podcenění mozností Sovětského svazu.
Citace
,,Vojáci, bitva, kterou vedeme za svobodu našeho lidu a za jeho budoucí bezpečí ... se nyní blíží ke kritickému bodu, který rozhodne o všem ... Znám válku, prožil jsem grandiózní konflikt na západě 1914-1918. Podílel jsem se skoro na všech bitvách jako prostý voják a mám osobní zkušenosti s hrůzami války.Byl jsem dvakrát raněn
a málem přišel o zrak.Hlavní tíhu konfliktu nese pozemní armáda. Za těchto podmínek jsem se rozhodl, jako vrchní velitel ozbrojených sil Německa, osobně převzít velení pozemní armády.
A tak nic, co vás trápí, co vás tíží a co vás skličuje, mi není cizí. Já sám jsem po čtyřech letech války ani sekundu nezapochyboval o vzkříšení svého lidu.Vyzbrojenému
pouze svou fanatickou vůlí, se mně, prostému německému vojákovi, podařilo po patnáctiletém úsilí znovu sjednotit německý národ
a překonat rozsudek smrti, ktery byl nad ním vynesen ve Versailees.
Mí vojáci, věřte mi, že od této chvíle patří mé srdce jen vám, že mojemoje vůle
a má práce jsou dány do služeb mého lidu , že můj duch a mé rozhodování sledují jen jediný cíl: zničit nepřítele.Jinak řečeno: dosáhnout konečného vítězství.
Vše, co pro vás mohu udělat, mí vojáci ... teď kdy jsem převzal starost o vás a budu vás řídit v boji, udělám. Vy pro mě také můžete něco udělat a vy to uděláte, já věřím, že to uděláte, budete bojovat loajálně a poslušně, dokud Říše a náš lid nebudou definitivně zachráněni.
Proslov Adofla Hitlera prosinec 1942
