17 октября Ставка выделила войска, что действовали на осташковском и ржевском направлениях, а также в районе Калинина, в самостоятельный Калининский фронт во главе с генералом Коневым. В его состав вошли 22, 29, 30, 31-я армии и оперативная группа Ватутина. Собственной авиации у Конева в наличии не было. Его должна была поддерживать малочисленная авиация Северо-Западного фронта. Новый фронт получил задачу вернуть Калинин и сорвать попытки врага обойти Москву с севера[56].
18 октября оперативная группа Ватутина разгромила немцев в районе Марьино, Медное (28 км северо-западнее Калинина) и прочно закрепила за собой рубеж северо-западнее Калинина. Остатки войск 30-й армии генерала Хоменко попытались выбить противника из города, но безуспешно. Враг прочно укрепился там. 19 октября группа Ватутина была расформирована, а ее соединения включены в состав 31-й армии, командующим которой был назначен генерал-майор В. А. Юшкевич. На этом посту он заменил генерал-майора В. Н. Долматова, который за крупные упущения в управлении войсками при обороне Ржева был предан суду военного трибунала.
Завершив ликвидацию вяземского «котла», 9-я армия вермахта 24 октября нанесла удар от Ржева и Старицы в общем направлении на Торжок, Вышний Волочек. За семь дней наступления ей удалось продвинуться на 30–40 км. Однако активные действия Калининского фронта, который быстро наращивал свои силы, сорвали задуманный германским командованием план окружения Северо-Западного фронта. Впрочем, не только 9-я полевая армия, но и 3-я танковая группа были остановлены войсками генерала Конева. Фронт стабилизировался на рубеже рек Большая Коша и Тьма. Занимая охватывающее положение по отношению к группе армий «Центр» с севера, Калининский фронт создавал непосредственную угрозу ее флангу и держал противника в постоянном напряжении.
К Можайской линии обороны немцы устремились сразу же после образования вяземского и брянского котлов. Командующий 4-й армией генерал-фельдмаршал фон Клюге основные усилия сосредоточил вдоль Минской автострады, Киевского и Варшавского шоссе. Значительная часть дивизий находилась до этого или во втором эшелоне, или в резерве, или на пассивных участках фронта. Они обошлись почти без потерь, а потому их боевой потенциал оставался высоким.
Советское командование к 10 октября развернуло на Можайской линии обороны 4 стрелковые дивизии, 6 военных училищ, 3 запасных стрелковых полка, 5 пулеметных батальонов, 5 танковых бригад, 10 артиллерийских полков и другие части. При этом фланги и стыки укрепленных районов оставались без прикрытия. Не удалось создать и оперативных резервов[57].
С 13 октября Московский резервный фронт был влит в Западный фронт; все соединения и части на волоколамском направлении объединились в 16-ю армию, на можайском — в 5-ю, на малоярославецком — в 43-ю и на калужском — в 49-ю армии.
10 октября бои начались на малоярославецком направлении, 11 — на калужском, 13 — на можайском, 16 октября — на волоколамском. Таким образом, началась оборонительная операция на Можайской линии обороны (10–30 октября 1941 года). Интенсивность боев возрастала по мере высвобождения немецких сил из-под Вязьмы и подхода советских войск к Можайской линии. Сплошного фронта не существовало. Натыкаясь на очаги обороны, немцы обходили их, атакуя с флангов или тыла, а затем упорно продолжали продвижение. Обстановка менялась ежедневно, даже ежечасно. Против напористых, хорошо оснащенных и обученных немецких войск действовали немногочисленные, формируемые в основном в ходе боев, соединения. В такой обстановке от каждого батальона и полка, дивизии и армии зависел исход боя, операции, а в конечном итоге — судьба Москвы.
На Калужский укрепрайон, расположенный в южной части Можайской линии, наступали 3 пехотные дивизии немцев. Калугу обороняли части 5-й гвардейской стрелковой дивизии, сводный отряд и сводный полк 194-й стрелковой дивизии. В таких совершенно неравных условиях борьбы они не смогли сдержать натиск врага и 13 октября оставили город. Противник устремился на Алексин (60 км восточнее Калуги) и Серпухов, создав угрозу прорыва к Москве. Ставка перебросила под Алексин 173-ю (бывшую 21-ю ополченческую московскую) и 238-ю стрелковые дивизии полковников A. B. Богданова и Г. П. Короткова, а под Серпухов — 7-ю гвардейскую и 60-ю (бывшую 1-ю ополченческую московскую) стрелковые дивизии во главе с полковником A. C. Грязновым и генералом Н. Н. Прониным. Эти соединения вместе с 5-й гвардейской стрелковой дивизией полковника П. В. Миронова и подразделениями 69-й бригады войск НКВД 29 октября остановили врага на линии 14 км западнее Серпухова, восточнее Тарусы (25 км юго-западнее Серпухова), западная окраина Алексина.