他明智地不轻易地让新来的部队加入他的防线，只使用他们反击德军最凶猛的进攻。“我们既惊讶又失望地发现被打败的苏联人似乎完全没意识到作为一支军队他们几乎要灭亡了，”古恩特·勃鲁门特里特写道。“在这几周里，敌人抵抗非常顽强，每天的战斗变得越来越残酷。”
10月底，试图坚守博洛迪诺附近纳腊河桥头堡的第98步兵师的德军士兵第一次同来自西伯利亚的部队发生激战。在加里宁附近，阿道夫·施特劳斯将军的第9集团军遇到另一支来自东方的部队。德军情报官员审问身着缝制厚实制服的战俘时，惊讶地发现他们的俘虏是苏联亚洲人，只会说一点儿或根本不会俄语。
德国人还遇到了令人生畏的T-34和KV-1型坦克，许多是刚从生产线上下来的。苏联人在维涅夫和斯大林诺哥尔斯克使用它们反击古德里安的先头部队。在这种新坦克的帮助下阻止住了德军的攻势，接着击退了德军。经验丰富的德国坦克部队看到大型T-34坦克感到非常恐惧，它具有宽阔的履带但是重心很低，可以在阻碍德军坦克的泥淖上运转。而且德军的反坦克分队发现他们37毫米炮对T-34坦克一点儿用也没有。只有德国空军火力强劲的88毫米高射炮火，或者拥有地雷和炸药装置的英勇步兵才能阻止这种钢铁怪兽。
经过10月底在斯大林诺哥尔斯克、图拉、博洛迪诺和加里宁的激烈战斗后，德军攻势在整个400英里长的前线上全面减弱。几乎已经能看到莫斯科了，但是鲍克的部队无望地深陷困境。炮兵没有炮弹了；坦克手们不得不用吸管吸出好几辆坦克剩下的微量汽油以便给一辆坦克加油；步兵们完全筋疲力尽，缺少弹药和食物。当鲍克的士兵们耗尽他们最后的能量储备和意志力时，前线就出现了暂时的平静。
鲍克现在希望出现一次冰冻，这样能使地面变硬，坦克可以再次向前推进。但是他的好几个下属指挥官，其中有著名的霍普纳，希望推迟进一步进攻并挖掘工事过冬。总之，巴巴罗萨已经完成了很多。德国军队已经完成了有史以来最大规模的进攻之一，并且消灭或俘虏的苏联人同德国入侵部队的人数一样多。但是鲍克，更为重要的是希特勒，一点也听不进去。鲍克仍然决定抵达莫斯科并且结束这个已经为此做出巨大牺牲的漫长战役。很显然，继续进攻是一次可怕的赌博。在令人畏惧的苏联冬季里德国的士兵和机器能够投入战斗吗？没有人知道，但是可供选择的办法——撤退并冒在野外受敌人追击的危险，或者安然度过冬季——似乎更没有什么吸引力。
在8月和9月期间，当鲍克为在斯摩棱斯克遭受的挫折发火时，南方集团军群司令格尔德·冯·龙德施泰德陆军元帅已经穿过乌克兰向希特勒认为比莫斯科更重要的目标进攻。它们包括苏联第四大城市哈尔科夫，顿涅茨盆地的煤铁工业，克里米亚，最后是高加索的油田。前线的最北头，龙德施泰德的主要坦克部队，埃瓦尔德·冯·克莱斯特将军指挥的第1装甲集群，已经在9月初越过第聂伯河并转向北以进抵基辅东部的开阔地带。与此同时，古德里安的坦克部队快速向南推进，只用两个星期就推进了250英里。到9月中旬，两支坦克部队在三个野战集团军的支援下封闭了一个纵深130英里的巨大包围圈，里面有80万苏军和数量庞大的坦克和枪炮。在基辅大包围战期间，龙德施泰德在苏联防线上扯出了一个大洞。瓦尔特·冯·赖希瑙陆军元帅指挥的第6集团军和卡尔－海因里希·冯·施蒂尔普纳格尔中将指挥的第17集团军从这个缺口打入。两个步兵集团军攻入东乌克兰，向哈尔科夫和顿涅茨盆地进军。行动顺利的还有克莱斯特的第1装甲集群，它转向东南，向亚速海和罗斯托夫推进。
在南方，龙德施泰德也取得了迅速的进展。第11集团军第22下萨克森师的工兵和攻击部队面对苏军的猛烈炮火在第聂伯河下游铺建了一座几乎半英里长的浮桥——军事工程中一个惊人的业绩。
