Не легче было войскам и в центре обороны: прижатые к Истринскому водохранилищу, наши части уже не могли долго держаться на западном берегу. Пришлось севернее водохранилища организовать их переправу через замерзшую, покрытую снежными сугробами реку. Во время боев за Клин было принято решение подготовить к взрыву шлюзы Истринского водохранилища. Их захват немцами представлял серьезную опасность. С большими трудностями нашим саперам удалось подорвать перемычки водоспусков. Из их широкой горловины хлынул могучий поток высотой в два с половиной метра, и вода, ревя и сметая все на своем пути, разлилась на протяжении 50 километров к югу от водохранилища. Для немцев поступление водяного потока было большой неожиданностью, и они, побросав всю подготовленную к наступлению технику, бросились бежать. В результате наша оборона в течение пяти дней, до 25 ноября, сумела продержаться на истринском водном рубеже.
С 3 по 6 декабря 1941 г. 8-я гвардейская Панфиловская стрелковая дивизия генерала Ревякина, 1-я танковая бригада генерала Катукова, 2-й корпус генерала Доватора, 354-я стрелковая дивизия полковника Алексеева и 7-я гвардейская дивизия полковника Грязнова девять раз атаковали Крюковский узел сопротивления немецких войск. Поселок и станция Крюково переходили из рук в руки 8 раз. Окончательно его освободили в ходе общего контрнаступления ночной атакой только днем 8 декабря 1941 г.
На южном фланге Московского фронта под постоянной угрозой окружения находилась Тула, которую соединяла со столицей лишь узкая горловина. Немцы, ранее уже потерпевшие здесь неудачу, не оставляли своих попыток обойти и отрезать город.
Противник вплотную подошел к железной и шоссейной дорогам на Москву, 3 декабря Туле угрожало окружение. Этот день для Тулы был самым критическим. На других участках фронта немцы фактически были остановлены неделей раньше, и уже полным ходом шли приготовления к советскому контрнаступлению, назначенному на 6 декабря.
Дальнейшее продвижение неприятеля было остановлено за Мценском, по дороге на Тулу, танковой группой под командованием полковника Катукова.
Другие группы немецких войск предприняли широкие наступательные операции с юго-запада в районе Брянска и с запада — по шоссейной магистрали Смоленск — Москва.
2 декабря 1941 г. стало известно, что на некоторых опасных и решающих участках всех фронтов, защищающих Москву, немцы создают оборонительные узлы, оплетают передний край колючей проволокой, минируют местность, натаскивают к дорогам бревна для завалов. Стало ясно, что наступление немцев на Москву провалилось. Наступило время советским войскам самим произвести контрудар.
В очень тяжелых наступательных боях в течение декабря 1941 г. и первой половины января 1942 г. советские войска отбросили немцев на значительное расстояние от Москвы. Но наступление развивалось весьма неравномерно: дальше всего на запад, на 300 с лишним километров продвинулся северный фланг; почти такое же расстояние прошел южный фланг, но прямо к западу от Москвы немцы продолжали цепляться за свой плацдарм в треугольнике Ржев — Гжатск — Вязьма.
К середине второго периода наступления на Москву немцы начали страдать от холода. До этого, всего за неделю с небольшим, Гудериан горько жаловался, что его танки застревают в грязи, надеялся на ранние морозы, которые облегчили бы продвижение к Москве; теперь же он не менее горько начал жаловаться на мороз. Все последующие атаки на Тулу провалились, по словам Гудериана, потому, что 4 декабря температура упала до -31 градуса по Цельсию. 17 ноября он писал: «Мы лишь очень медленно приближаемся к своей конечной цели в этот лютый мороз, когда все части испытывают невероятные трудности со снабжением. Трудности с подвозом припасов по железной дороге все возрастают. Без горючего наши машины не могут двигаться». Фашистские генералы были обескуражены огромными потерями своих войск и провалом всех надежд на окончание войны в 1941 г. Рассеялись в прах мечты о теплых зимних квартирах в Москве. Один их генералов с горечью признает, что немецким солдатам «суждено было провести свою первую зиму в России в тяжелых боях, располагая только летним обмундированием, шинелями и одеялами».