В Кремле недооценили ту угрозу, которую несло наступление корпуса Манштейна. В течение нескольких дней там велись споры о том, куда с наибольшей вероятностью будет прорываться противник. Мнения разделились с вероятностью 50/50 — либо по Московскому шоссе, либо в секторе Брянск — Орел; все внимание сконцентрировалось на этих участках. На сообщения о мощной танковой атаке в районе оз. Ильмень поначалу не обратили особого внимания — в Кремле решили, что противник продолжает выжимать все возможное из поражения 34-й армии, и доклады командиров частей о масштабе атаки сочли необоснованно раздутыми.
К 25 августа опасность была видна невооруженным глазом, но к тому времени у Ставки возникла иная проблема. На рассвете этого дня группа армий «Центр» — около миллиона человек и две тысячи танков — перешла в наступление. В районе Белого и вдоль основного шоссе на Москву танки Гота мощным ударом прорвали советскую линию обороны. 57-й танковый корпус направился на северо-восток, в направлении предполагаемой встречи с Манштейном, а 39-й танковый — на восток, на соединение с Гудерианом. Танки последнего прорвались сквозь советские укрепления на дороге Рославль — Юхнов; один из корпусов вклинился глубоко в тыл сосредоточения советских войск у Ельни. Малоподвижные части Красной Армии продолжали яростно сражаться против медленно накатывающейся волны 4-й армии, но ничего не могли поделать с клещами окружения, замыкавшимися у них в тылу. К 28 августа 3-я танковая дивизия Моделя установила контакт с передовыми подразделениями 7-й танковой у Лозимо, и кольцо замкнулось. Большая часть трех советских армий оказалась в котле.
Такие же клещи начали охватывать пять других армий в районе Осташкова. К вечеру 27 августа пал Ржев, и между смыкающимися зубцами оставалось 65 миль. Местность и отвратительное качество дорог оставались основной головной болью для немцев, поскольку противник был полностью занят боями с пехотными соединениями и тыл был оголен. Танки катились по пустынной сельской местности. «Это было, как во Франции, только больше леса и меньше дорог», — вспоминал позже один капитан танковых войск. 31 августа кольцо замкнулось в пяти милях южнее Торжка. Две трети советских войск, защищавших Москву, оказались заперты в Осташковском и Ельнинско-Вяземском котлах.
Первую неделю сентября немецкие части сжимали кольцо окружения, подавляя попытки прорыва и направляя сдавшихся русских солдат на запад. Окруженные территории были огромны, и большое число красноармейских подразделений смогло как-то выскочить из кольца, либо прорвавшись сквозь тонкое оцепление, либо растворившись в густых лесах. Но особой роли они уже не играли и повлиять на немецкое наступление не могли. Дорога на Москву была открыта.
2 сентября главнокомандующим силами, защищавшими Москву, был назначен Жуков. Он делал все возможное, изыскивая резервы и затыкая ими бреши в тонких линиях обороны столицы. Но их было мало, и, что самое главное — у них был приказ, в случае отступления отходить на север либо на юг от столицы, но не к ней. Падение Москвы начинало становиться неизбежным. 4 сентября Сталин принял в Кремле английского посла Стаффорда Криппса. По словам Криппса, Сталин был выведен из равновесия тем огромным грузом ответственности, лежавшим на нем. Он то обвинял нас и американцев за то, что мы его оставляем одного, то подчеркивал важность поставок алюминия, которые мы продолжали делать. Информировав меня, что с падением Москвы до самой Волги не остается никакой линии обороны, он тут же с энтузиазмом начал рассказывать о планируемом контрнаступлении на юге. От его холодной твердости, которая, казалось, всегда ему была присуща, не осталось и следа.
Среди населения также росли тревожные настроения. Сообщение о том, что «войска ведут тяжелые бои на Калининском направлении», для тех, кто привык читать между строк официальной пропаганды, значило только одно — Калинин пал и враг был в ста милях от Москвы. Когда в «Правде» было объявлено об «огромной опасности, грозящей стране», москвичи поняли, что это значит. Были и другие тревожные признаки, помимо газетных сообщений. По всему городу промышленные предприятия демонтировались либо минировались; в кремлевском дворе жгли бумаги, и черный дым подымался в небеса.
За вторую неделю сентября враг продвинулся еще ближе. Корпус Манштейна захватил мост через Волгу в Калинине нетронутым, и немецкие части пробивали себе путь к Клину.
39-й танковый корпус Шмидта вломился в Можайск. Заняв Сухиничи, танки Гудериана пошли на Калугу. На севере, в центре и на юге немецкие танки все ближе и ближе подходили к столице.
10 сентября было объявлено, что Советское правительство, дипломатический корпус и определенное количество научных и культурных учреждений эвакуируются в Куйбышев. Нигде не упоминалось о том, где находится Сталин, но вскоре стало известно, что забальзамированное тело его предшественника было вынесено из Мавзолея и увезено в неизвестном направлении.