Фактически главной задачей армий Западного фронта было продержаться до готовности трех формируемых армий — 1-й ударной, 20-й и 10-й. Первая была сформирована директивой Верховного главнокомандующего от 20 ноября 1941 г. Первоначально армия получила номер «19» взамен прекратившей свое существование в вяземском «котле» армии М. Ф. Лукина. В состав армии должны быть включены: 55-я, 47-я, 50-я и 29-я стрелковые бригады с дислокацией в районе Дмитрова, 43-я, 60-я стрелковые бригады в Загорске, 71-я стрелковая бригада в Яхроме, 44-я стрелковая бригада в Хотькове, 2-й, 3-й, 4-й, 16-й, 18-й, 19-й и 20-й лыжные батальоны в Загорске; 1-й, 5-й и 7-й лыжные батальоны в Дмитрове; 6-й лыжный батальон в Яхроме; 8-й лыжный батальон в Хотькове и 517-й артиллерийский полк в Загорске. Сосредоточение соединений и частей армии в этих пунктах предлагалось закончить к 27 ноября. 20-я армия, так же как и 1-я ударная армия, была сформирована на основании директивы Верховного главнокомандующего от 20 ноября 1941 г. В состав армии первоначально включались: 11-я, 12-я, 13-я и 16-я стрелковые бригады с дислокацией в Раненбурге, 78-я стрелковая бригада в Проскурове, 35-я стрелковая бригада (прибывшая из Ташкента) в Скопине, 23-й и 24-й лыжные батальоны в Раненбурге, 21-й и 22-й лыжные батальоны в Ряжске, 18-й артиллерийский полк в Раненбурге. Кроме того, в состав армии были включены 331-я стрелковая дивизия, 36-я, 37-я, 40-я, 53-я, 54-я, 49-я, 28-я, 64-я, 43-я, 24-я, 31-я стрелковые бригады.
Сосредоточение войск 20-й армии было намечено закончить к 27 ноября 1941 г. в районе Лобня — Сходня — Химки. Последняя из трех армий, 10-я армия, была немного «старше» своих собратьев. Еще 21 октября 1941 г. Ставкой ВГК была дана директива о сформировании к 2 декабря 1941 г. 10-й резервной армии. В состав армии включались: 326-я стрелковая дивизия — Пенза; 324-я — Инза; 322-я — Кузнецк; 330-я — Сызрань; 323-я стрелковая дивизия — Петровск. Кроме того, две стрелковые бригады должны были прибыть из Уральского военного округа. Штаб армии развертывался в г. Кузнецке.
Однако немецкое командование не обладало достоверной информацией о сосредоточении трех армий. Тем более о нем не знали наступающие по заснеженным полям части. Они упорно продвигались вперед, свято веря, что если они разобьют противостоящие им советские дивизии и бригады, ничто их больше не остановит.
Ближайшей целью наступающих немецких войск был г. Клин. Его обороной руководил лично заместитель командующего Западного фронта Ф. Д. Захаров, прибывший в город вечером 19 ноября с небольшой группой штабных офицеров. Оборонять Клин должны были части 126-й стрелковой и 24-й кавалерийской дивизий, 25-й и 8-й танковых бригад и отдельный курсантский полк. Попытка 7-й танковой дивизии немцев 20 ноября взять город с ходу провалилась. На следующий день к штурму присоединилась 14-я моторизованная дивизия. Наконец, 22 ноября части 7-й танковой и 14-й моторизованной дивизий 3-й танковой группы захватили Клин и продолжили наступление на восток. Под нажимом наступающих группа Захарова отошла на Рогачев. Тем временем южный фланг 4-й танковой группы постепенно подтягивался к Истре. К 25 ноября XXXX моторизованный корпус 4-й танковой группы вышел к г. Истра. Боевая группа 10-й танковой дивизии и мотоциклетный батальон дивизии СС «Дас Райх» завязали бой за город, переходивший в рукопашные схватки с сибиряками 78-й стрелковой дивизии «с примкнутыми штыками». Части дивизии А. П. Белобородова к тому моменту оставались единственными советскими частями на правом берегу реки Истра, седлая в г. Истра Волоколамское шоссе.
После переправы войск 16-й армии через Истринское водохранилище и р. Истра водоспуски водохранилища были взорваны, в результате чего образовался водяной поток высотой до 2,5 м на протяжении 50 км к югу от водохранилища. Попытки немцев закрыть водоспуски успехом не увенчались, и им пришлось организовать форсирование искусственно возведенной водной преграды. Ситуация несколько осложнялась тем, что еще 24 ноября 35-я пехотная дивизия форсировала водохранилище и образовала плацдарм. Морозы также вскоре сковали разлившуюся реку и водохранилище льдом. Это позволило, например, мотоциклетному батальону 11-й танковой дивизии форсировать Истринское водохранилище по льду.