Из-за неудачи 34-й армии последовали репрессии в отношении командного состава этого объединения. В сентябре 1941 года без суда и следствия был расстрелян начальник артиллерии 34-й армии генерал-майор Василий Гончаров, предан суду военного трибунала и расстрелян командующий 34-й армией генерал-майор Кузьма Качанов. Впоследствии после войны эти офицеры были реабилитированы. Пострадал тогда и Петр Собенников: его сняли с должности комфронта и назначили командующим 43-й армией Резервного фронта.
Генерал Собенников вступил в командование 43-й армией 5 сентября 1941 года. К тому времени это объединение уже понесло значительные потери вооружения, техники и личного состава… Положение было тяжелым, о чем командарм докладывал руководству фронта. Тем не менее ему удалось добиться пополнения соединений и частей армии недостающим вооружением и частично личным составом.
2 октября 1941 года к операции германских войск «Тайфун» в полосе 43-й армии противник имел четырехкратное превосходство, а на направлении главного удара в личном составе — в 5 раз, в артиллерии — в 13 раз, в танках — в 14 раз.
Полученный около 22 часов 3 октября 1941 года приказ командующего фронтом восстановить положение на реке Снопот, которую к тому времени уже форсировали немецкие войска, выполнить не представилось возможным из-за натиска превосходящих сил противника. 4 октября 1941 года была утрачена связь со 113-й дивизией, а на следующей день и с другими соединениями. В этих условиях Собенников лично выезжал в 149-ю дивизию и со штабом армии занимался сбором рассеянных частей и организацией противотанковой обороны. На основные пути отхода им были высланы группы из числа офицеров штаба, работников политотдела и сотрудников особого отдела. В результате принятых мер на некоторое время удалось задержать противника.
Лишь 6 октября 1941 года, с опозданием на двое-трое суток, Ставкой Верховного Главнокомандования было принято решение об отводе войск Резервного и Брянского фронтов. Нанести запланированный контрудар 43-я армия не смогла вследствие превосходства противника в личном составе, вооружении и боевой технике, а выполнить приказ командующего фронтом о восстановлении обороны не имела возможности, поскольку к тому времени противник продвинулся значительно дальше указанного командующим фронтом рубежа.
Главный удар противника был нанесен по войскам 43-й армии Резервного фронта 7 октября 1941 года. Он был направлен в сторону Вязьмы для окружения основных сил Западного и Резервного фронтов. В непрерывных боях армия генерала Собенникова несла тяжелые потери. Соединения Резервного фронта, в том числе 43-й армии, под ударами превосходящих немецких сил были вынуждены отступать.
Спустя 9 дней — 16 октября 1941 года — последовал арест генерала Собенникова. Следователи пытались доказать его принадлежность к военно-фашистскому заговору, якобы существовавшему и вскрытому в РККА в 1937–1938 годах. Первоначально ему было предъявлено обвинение в совершении преступлений, предусмотренных ст.ст. 58–16 и 58–11 УК РСФСР (измена родине и участие в контрреволюционной организации). По версии следствия, все неудачи Красной армии в первые месяцы Великой Отечественной войны можно было объяснить только предательством. Однако подкрепить обвинение реальными фактами не получалось, поскольку следствие не располагало хоть какими-нибудь объективными доказательствами изменнического поведения Собенникова. Поэтому дополнительно к указанному обвинению притянули его неудачное руководство оборонительными боями возглавляемого им Северо-западного фронта, а затем 43-й армии Резервного фронта, квалифицировав это как воинское преступление, которое предусматривало уголовную ответственность «за самовольное отступление начальника от данных ему для боя распоряжений, совершенное не в целях способствования неприятелю, но вопреки военным правилам», т.е. по п. «б» ст. 193–21 УК РСФСР.
В ходе следствия были допрошены только четыре военнослужащих младшего начальствующего состава соединений 43-й армии Резервного фронта, которые каких-либо сведений о преступных действиях генерал-майора Собенникова не привели, а дали показания о недостатках при организации обороны на отдельных участках фронта. В силу своего должностного положения и отсутствия необходимого опыта и знаний, а также из-за их нахождения во время боев далеко от Собенникова дать объективную оценку его действиям как военачальника они не могли.