Браухич и Халдер, както и Бок, естествено, не са склонни да наредят спиране на офанзивата поради предишната им борба да накарат Хитлер да приеме аргументите им в полза на превземането на Москва, вместо да се преследват цели на юг. Така че настъплението към Москва е възобновено на 15 ноември, когато настъпва временно подобрение на времето. Обачеслед продължила две седмици борба в калта и снега то е спряно на 30 км от Москва.
Дори Бок започва да се съмнява дали има смисъл да се продължава, макар току-що да е заявил: „Въпросът ще бъде решен от последния батальон“. Браухич, който по това време е болен и командва отдалеч в тила, продължава обаче да настоява офанзивата да продължи на всяка цена. Той ужасно се страхува от гнева на Хитлер заради лошите резултати.
На 2 декември е направено още едно усилие и някои подразделения проникват в предградията на Москва, обаче настъплението като цяло е спряно в горите около столицата. Това е сигнал за руска широкомащабна контраофанзива, подготвена и ръководена от Жуков. Тя отблъсква изтощените германци, обхожда фланговете им и ситуацията става критична. От генералите до низ-шите чинове нашествениците са изпълнени с мрачни мисли за отстъплението на Наполеон от Москва. В този критичен момент Хитлер забранява всякакво отстъпление освен кратки локални изтегляния и в тази ситуация той е прав. Неговото решение подлага войските му на предните позиции пред Москва на ужасни страдания, защото те нямат нито нужното облекло, нито екипировка за зимна кампания в Русия, но ако веднъж започнат генерално отстъпление, то бързо може да се превърне в паническо бягство.
Хитлер губи шанса да превземе Москва заради решението си от август да спре настъплението в тази посока и да отклони войски за настъпление в Южна Русия. Цената, платена при Москва, не може да бъде компенсирана от това, което армиите му постигат на юг. След голямото обкръжение при Киев Рунд-щет превзема Крим и Донецкия басейн, но без танковете на Гудериан не може да достигне петролните полета на Кавказ. Войските му успяват да стигнат до Ростов на Дон, но са много изтощени и скоро са отблъснати от руснаците. Тогава той иска да се изтегли на добре защитими позиции на брега на река Миус, но Хитлер не му разрешава. Рундщет отговаря, че не може да се под-чини на такава заповед, и моли да бъде освободен от командването. Хитлер бързо го заменя, обаче веднага след това фронтът е пробит и фюрерът е при-нуден да се съгласи с необходимостта от отстъпление. Това става през първата седмица на декември — едновременно с отблъскването на германците при Москва.
През същата седмица Браухич моли да бъде освободен от поста поради болест. На следващата седмица Бок прави същото, а малко по-късно Лееб подава оставка, когато Хитлер отхвърля предложението му за отстъпление на северния фронт близо до Ленинград. Така четиримата най-висши командири си отиват.
Хитлер не назначава приемник на Браухич, а се възползва от възможността да стане сам пряк главнокомандващ въоръжените сили. До Коледа той успява да се избави от Гудериан, който има главната заслуга за предишните победи, защото е изтеглил изтощените си войници без негово разрешение.
Основен фактор за провала на офанзивата е погрешната преценка на на-стъпващите за резервите, които Сталин може да събере от вътрешността на Русия. В това отношение Генералният щаб и неговото разузнаване са също толкова заблудени, колкото и Хитлер. Фаталната грешка е резюмирана на-кратко с едно изречение в дневника на Халдер от средата на август: „Ние подценихме Русия: смятахме, че имаме работа с 200 дивизии, но сега устано-вяваме че те са 360“.
Това до голяма степен намалява чудесния успех в началото. Вместо да имат път освободен от защитници, сега на германците се налага да си имат работа със свежи армии, които пристигат на бойното поле. Масовата съветска мобилизационна система успява да продължи да действа далеч от обсега на германските армии и от зимата на 1941 г. нататък руснаците винаги имат числено превъзходство над германците на руския фронт. Благодарение на своята превъзхождаща техника и по-добра подготовка германците успяват да разгромят тези армии в няколко последователни обходни сражения, обаче тогава затъват в есенната кал. Докато с настъпването на зимния студ руснаците отново събират нови армии, които застават на пътя на нашествениците, а те вече са изтощени.