自從1941年6月德軍對蘇聯發動“閃擊戰”後，三個多月內突入蘇聯境內600~800千米，蘇軍接連失敗，損失坦克2000輛，飛機1000架，兵員50多萬，處境十分被動。在這種情況下，希特勒認為德軍若能迅速攻佔莫斯科，就會迫使蘇聯投降，於是他於9月初發出第35號訓令，要求中央集團軍群9月底進攻莫斯科，在冬天到來之前佔領該地，並將此行動的代號定為“颱風”計劃。

1941年10月2日，德軍以180萬人、1700輛坦克、1。4萬門火炮和1390架飛機的優勢兵力，在廣闊的戰線上發動了莫斯科大戰，不到半個月的時間，就合圍了蘇軍兩個重兵集團，俘獲蘇軍64萬人，到10月20日，德軍坦克部隊前鋒兵臨莫斯科城下，“颱風”行動初戰告捷。

德國虎式坦克進攻莫斯科

這時的莫斯科已成為德軍的空襲目標，莫斯科防空部隊同德軍空軍作了頑強戰鬥，10月間，德軍對莫斯科進行了31次空襲，共有2000架飛機參加，其中278架被擊落，只有72架闖入莫斯科上空。11月底~12月初，德軍付出了慘重的代價，在亞赫羅馬地域前出到莫斯科運河，，莫斯科附近的戰鬥變得越來越激烈，德軍遇到蘇軍的頑強抵抗，蘇軍派了無數新兵和自願者，甚至是婦女營，每個人都說著一句話：

“蘇聯雖大，但以無路可退，我們的身後就是莫斯科！”

蘇軍用被凍成冰棒的德軍士兵屍體來做臨時路標

上帝似乎偏向蘇聯，1941年的冬季，比往常來的都早，

提前一個月嚴寒就降臨到蘇聯的大地，而且這一年的冬季就算以蘇聯人的標準來看都異常的寒冷。

11月27日，氣溫在兩小時內驟然下降了20°C，一下子跌到了-40°C，漫天的鵝毛大雪終日不停。由於認為在入冬前就能結束戰事，德軍的冬季裝備、保暖衣服和白色偽裝服都不足，德軍陷入了艱難的境地，火炮的潤滑油被凍住，步槍槍栓被凍油卡死，坦克和其他履帶車輛因沒有防滑器，經常在冰凍的雪地上打滑，身著單衣凍的渾身麻木的德軍官兵食不果腹，數以千計的德軍士兵被凍成殘廢，大批人員染上了使人寒顫不止、全身無力的傷寒，傷病損失比戰場上造成的損失還要嚴重，天氣的變壞使德軍的攻勢銳減。由於日益增多的戰鬥減員、凍死、凍傷、減員以及嚴峻的後勤補給使得德軍官兵一片驚慌，許多人惶惶不可終日。

德軍被迫全線停止前進，12月8日，希特勒簽署了在蘇德戰場全線包括莫斯科方向轉入防禦的訓令。

有些德軍直到凍死都捨不得放下自己搶來的花瓶

1942年1月，氣溫持續下降，最後竟降至-52°C，德軍士氣嚴重受挫，而蘇軍則士氣高漲。早在秋季期間，朱可夫就已從西伯利亞和遠東地區調回了一些裝備精良的部隊到莫斯科，一直留待反擊之用，此時德軍進攻能力顯然已經衰竭，蘇軍最高統帥部認為轉入反攻的時機到了。1941年12月5日，朱可夫帶領20個集團軍共百餘萬人的蘇軍實施自開戰以來的首次大規模反攻，其中最主要的攻勢集中向德中央集團軍群。12月6日，攻勢在莫斯科地區全面展開。各路德軍戰線皆被蘇軍迅速突破，進攻莫斯科的德突擊集團被擊潰，德軍面臨著崩潰。希特勒發來嚴令，

要求驚慌失措的德軍死守每一個居民地，一步也不準後退，直到最後一兵一卒。

在零下40度的極寒天氣下，德軍的手被凍在了半空

1月8日，蘇聯西方面軍、加里寧方面軍和不良斯克方面軍同時實施了進攻戰役，但由於缺乏實施大規模進攻行動的經驗以及缺少快速兵團，因而未能全部完成所賦予的圍殲德中央集團軍群基本兵力的任務。2月初，來自西歐的德軍增援部隊和中央集團軍群北翼部隊，分別實施反突擊，蘇軍的態勢開始惡化。4月20日，蘇軍最高統帥部命令撤回了外線作戰部隊，各部隊轉入防禦，會戰至此結束。

此次戰役德軍損失人員50餘萬，坦克1300餘輛，火炮2500門，不得不改閃擊戰為持久戰。

莫斯科保衛戰是蘇德戰爭中一次大會戰，它打破了希特勒吹噓德軍天下無敵的神話，是德國東線走向滅亡的開始，為斯大林格勒戰役即第二次世界大戰的轉折奠定了基礎，同時也使英美等西方國家意識到了蘇聯在第二次世界大戰中的重要作用，從而促進了反法西斯同盟的形成。