অতঃপর হিটলার মস্কো অভিমুখে যাত্রা পুনরায় আরম্ভ করার সিদ্ধান্ত নেন, প্যানজার দলগুলোকে পুনরায় প্যানজার বাহিনী আকারে সজ্জিত করা হয়। ৩০ সেপ্টেম্বর শুরু হওয়া "অপারেশন টাইফুন" চলাকালে, ২য় প্যানজার বাহিনী ওরিয়োল নগরী (৫ নভেম্বর দখলকৃত) থেকে ওকা নদী অভিমুখে বাঁধানো রাস্তা দিয়ে যাত্রা করতে থাকে, এবং একই সাথে ৪র্থ প্যানজার বাহিনী (উত্তর যুগ্ম সৈন্যদল থেকে কেন্দ্র স্থানান্তরিত) এবং ৩য় প্যানজার বাহিনী ভিয়াজ্‌মা ও ব্রিয়ান্‌স্ক নগরীদ্বয়ে সোভিয়েত বাহিনীর দুটি বিশালাকার দলকে ঘেরাও করে ফেলে। উত্তর যুগ্ম সৈন্যদলটি লেনিনগ্রাডের সামনে অবস্থান নেয় এবং এ নগরীর সাথে পূর্বের ম্‌গা নগরীর রেল যোগাযোগ বিচ্ছিন্ন করে দেয়। এর সাথে সূচনা হয় ৯০০ দিন-ব্যপী অব্যাহত লেনিনগ্রাড অবরোধ। উত্তর মেরুতে একটি জার্মান-ফিনীয় বাহিনী মুর্মান্‌স্ক নগরী দখল করতে অগ্রসর হয়, তবে তারা জাপাদ্‌নায়া লিট্‌সা নদী পার হতে ব্যর্থ হয়, ফলে সেখানেই তারা ঘাঁটি গেড়ে বসে।

দক্ষিণ যুগ্ম সৈন্যদল নীপার নদী থেকে খার্কভ, কুর্স্ক এবং স্টালিনো নগরীর মধ্য দিয়ে আজভ্‌ সাগরের উপকূল পর্যন্ত আক্রমণ চালিয়ে অগ্রসর হয়। জার্মান ও রোমানীয় সম্মিলিত বাহিনী ক্রিমিয়াতে অনুপ্রবেশ করে এবং শরতের পূর্বেই সমগ্র উপদ্বীপ দখল করে নেয় (সেভাস্টপুল নগরী বাদে, যা ১৯৪২ সালের ৩ জুলাই পর্যন্ত প্রতিরোধ চালিয়ে যায়)। ২১ নভেম্বর ওয়েরমাক্‌ট বাহিনী রুস্তভ্ নগরী দখল করে নেয়, (রুস্তভের যুদ্ধ, ১৯৪১), যা ককেশাস অঞ্চলে প্রবেশের দ্বারপ্রান্ত স্বরূপ। তবে এ আক্রমণে জার্মান সারিটি অতিরিক্ত সম্প্রসারিত ও বিস্তৃত হয়ে পড়ে, এর সুযোগে সোভিয়েতরা ১ম প্যানজার বাহিনীকে পাল্টা আক্রমণ চালালে 
তারা রুস্তভ্‌ নগরী ছেড়ে মিনাস নদীর অপর পাড়ে পিছু হটতে বাধ্য হয়; এ আক্রমণে জার্মানদের পিছু হটা ছিল যুদ্ধের একটি গুরুত্বপূর্ণ পর্যায়।
১৫ নভেম্বর শীতকালীন তুষারপাতের শুরুতে জার্মানরা আরেকটি আক্রমণ পরিচালনা করে, যখন ওয়েরমাক্‌ট মস্কো নগরী ঘেরাও করার প্রচেষ্টা চালায়। ২৭ নভেম্বর ৪র্থ প্যানজার বাহিনী মস্কো নগরীর কেন্দ্রে ক্রেমলিন চত্বর পর্যন্ত পৌঁছে যায়, যা ছিল মস্কোর ট্রাম লাইনের শেষ বিরতি, "খিমকি"। তবে একই সময়ে, ২য় প্যানজার বাহিনী টূলা নগরী দখল করতে ব্যর্থ হয়, যা ছিল মস্কোর যাত্রার পথে শেষ সোভিয়েত নগরী। ওর্শা নগরীতে অনুষ্ঠিত জার্মান সেনাবাহিনীর কেন্দ্রীয় কর্তৃপক্ষের ("OKH") বৈঠকে অংশ নেন সেনাপ্রধান জেনারেল ফ্রান্‌জ হ্যালডার এবং তিনটি যুগ্ম সেনাবাহিনী (Army Group)-এর প্রধানগণ, তারা এই সিদ্ধান্তে উপনীত হন যে মস্কো অভিমুখে অগ্রসর হওয়াই উত্তম, কেননা বসে বসে অপেক্ষা করলে শত্রুপক্ষকে শক্তি সংগ্রহের সুযোগ দেয়া হবে, এর চাইতে বরং যুদ্ধক্ষেত্রে ভাগ্য পরীক্ষা করে দেখাই উত্তম।

তবে, ৬ ডিসেম্বর প্রমাণিত হয় যে, মস্কো দখল করে নেয়ার মত শক্তি "ওয়েরমাক্‌ট"-এর ছিল না, এবং তাদের আক্রমণ স্থগিত করে দেয়া হয়। সোভিয়েত মার্শাল শাপোশনিকভ্ তাই পাল্টা আক্রমণ আরম্ভ করেন, তিনি তার নব নিযুক্ত সেনাবিভাগসমূহকে কাজে লাগান, এবং তাদের সাথে সু-প্রশিক্ষিত দূরবর্তী প্রাচ্যের সৈন্য ডিভিশনসমূহকেও নিযুক্ত করা হয়, পূর্বদিকে জাপান নিরপেক্ষ থাকবে এই তথ্য পেয়ে প্রাচ্যের সেনাদেরকে পূর্ব থেকে বদলি করে নিয়ে আসা হয়েছিল।

লেনিনগ্রাড, মস্কো ও রুস্তভের যুদ্ধ: শরৎ, ১৯৪১
সোভিয়েত ইউনিয়ন
অধিকৃত অঞ্চলসমূহে নিপীড়ন ও হত্যাযজ্ঞ
ডন, ভলগা এবং ককেশাস: ১৯৪২ সালের গ্রীষ্ম