На протяжении всей Московской битвы в тылу врага действовали разведывательные отряды и группы «Огонь», «Ястреб», «Абрам», «Игорь», «Профессор», «Бравый», «Рябчик», «Смелый» и многие другие. Бойцы этих разведотрядов смело уходили в тыл противника и добывали сведения, которые позволяли своевременно раскрывать планы фон Бока, Гудериана, Клюге и других немецких полководцев.
В битве под Москвой отличилась и отечественная радиоразведка. В сентябре 1941 года из Ташкента в Москву был переброшен 490-й радиодивизион. Он станет радиодивизионом «Осназ» Ставки Верховного Главнокомандования. Дивизион успешно выполнял задачи по разведке немецкой бомбардировочной авиации, устанавливал, с каких аэродромов какие самолеты и в каком количестве поднимались в воздух для совершения налетов на Москву и другие крупные промышленные центры. С первых же дней командование дивизиона имело прямую связь со штабом ПВО и за один-два часа предупреждало о возможных налетах немецкой авиации. Так что бомбардировщик Ю-88, которым управлял капитан Мессершмидт, неслучайно попал под обстрел советских зенитчиков. О его маршруте они были предупреждены заранее…
В ноябре — декабре 1941 года все попытки немцев прорвать стратегическую оборону советских войск оказались безуспешными. Ни с запада, ни с юга немцам не удалось ворваться в Москву. В начале декабря силы Западного, Калининского и Юго-западного фронтов перешли в контрнаступление. Началась наступательная операция советских войск, в которой военная разведка продолжала активно добывать сведения о замыслах противника. В битве под Москвой военные разведчики не только добывали сведения о противнике, но и активно вели диверсионную работу в глубоком тылу.
В одном из архивных документов разведотдела Западного фронта говорится, что в тыл к немцам «были направлены 71 диверсионная группа и отряд общим количеством 1194 человека». В указаниях разведотдела Калининского фронта на завершающем этапе битвы за Москву говорилось: «Путем резкой активизации диверсий сократить до минимума перевозки войск и грузов противника по важным магистралям и особенно на Смоленском направлении с тем, чтобы помочь передовым частям, перешедшим в наступление на этом участке фронта…» Подготовкой к работе во вражеском тылу юношей и девушек из Москвы, Смоленска, Ярославля и других городов занимался разведотдел Западного фронта, который имел условное наименование «Войсковая часть 9903». Командовал этой частью майор А.К. Спрогис. В отряде Спрогиса проходили подготовку Зоя Космодемьянская, Вера Волошина, Федор Горбач, Константин Пахомов, Павел Кирьянов.
«В период битвы под Москвой, — вспоминал генерал армии С.М. Штеменко, который в 1941 году был заместителем начальника направления оперативного управления Генерального штаба, — мы знали, например, о противнике достаточно много, чтобы точно определить замысел, характер и направления его действий. Нам была известна степень напряжения сил немецко-фашистских войск на всем фронте их наступления. Поэтому советское Верховное Главнокомандование приняло решение на переход в контрнаступление под Москвой в наиболее подходящий для этого момент…». Сломив сопротивление армий фельдмаршала фон Бока, в начале января 1942 года советские войска нанесли им сокрушительное поражение.
Битва под Москвой продолжалась 203 дня. На огромном пространстве, по размерам равном территории Франции, которую немцы завоевали всего за неполных два месяца, советские генералы Г.К. Жуков, К.К. Рокоссовский, И.С. Конев, А.И. Белов, Л.А. Говоров укротили фельдмаршала фон Бока, Гудериана, Гепнера, Штрауса и других полководцев Третьего рейха. После провала операции «Тайфун» Гитлер отправил фельдмаршала фон Бока в отставку.
Военная разведка во время битвы под Москвой успешно выполнила одну из своих главных задач. После этого разгрома немцев Верховный Главнокомандующий впервые изменил свое отношение к Разведуправлению Красной армии и его сотрудникам.
В феврале 1942 года полковник Большаков проводил очередное совещание с офицерами европейского отдела Разведуправления Красной армии. Совещание было коротким. Полковник дал краткую характеристику ситуации, сложившейся после разгрома немцев под Москвой, и объявил, что «План “Зет”» отменяется. Когда кто-то из офицеров спросил, на какое время отменяется этот план, Большаков громко и внятно уточнил: «План “Зет” отменяется навсегда!»
Присутствовавшие на совещании Л. Эпштейн, К. Леонтьев, М. Полякова и другие офицеры поняли, что в Великой Отечественной войне наступает новый этап. Они еще не знали, как будут развиваться события на советско-германском фронте, не предполагали, что после поражения под Москвой Гитлер прикажет гестапо выявить и уничтожить все разведывательные организации советской военной разведки в Германии, Италии, Польше, Франции, Болгарии, Чехословакии, Бельгии и других странах. Будут арестованы и казнены многие советские разведчики, уничтожена резидентура Ш. Радо, действовавшая в нейтральной Швейцарии…