Для флангового контрудара по наступающей группировке немецких войск была создана, как и на Западном фронте июня 1941 г., так называемая «группа Болдина». И. В. Болдин нес крест нанесения контрударов во фланг танковому клину в двух крупных сражениях на окружение на западном направлении. На этот раз в нее вошли одна стрелковая (152-я), одна мотострелковая (101-я) дивизии, 128-я и 126-я танковые бригады. На 1 октября 1941 г. танковый полк 101-й мотострелковой дивизии включал 3 танка КВ, 9 Т-34, 5 БТ и 52 Т-26, 126-я танковая бригада насчитывала на ту же дату 1 КВ, 19 БТ и 41 Т-26, 128-я танковая бригада — 7 КВ, 1 Т-34, 39 БТ и 14 Т-26. Силы, как мы видим, куда более скромные, чем два механизированных корпуса и кавкорпус, находившиеся в распоряжении И. В. Болдина в июне 1941 г. под Гродно. Выдвинувшись к Холм-Жирковскому, соединения группы Болдина вступили в танковый бой с XXXXI и LVI моторизованными корпусами немцев. За один день 5 октября 101-я дивизия и 128-я танковая бригада заявили об уничтожении 38 немецких танков. В отчете о боевых действиях 3-й танковой группы в октябре 1941 г. эти бои описываются следующим образом: «Южнее Холм[-Жирковский] разгорелось танковое сражение с подошедшими с юга и севера русскими танковыми дивизиями, которые понесли ощутительные потери под ударами частей 6-й танковой и 129-й пехотной дивизий, а также от авиационных налетов соединений 8-го авиакорпуса. Противник был здесь разбит в ходе многократных боев».
Когда определились направления главных ударов немецких войск, И. С. Конев принял решение на выдвижение в точку схождения танковых клиньев сильной группы войск под командованием энергичного командующего. Вечером 5 октября Конев снимает управление 16-й армии с шоссе и направляет его в Вязьму: «Командарму-16 Рокоссовскому немедленно приказываю участок 16-й армии с войсками передать командарму-20 Ершакову. Самому с управлением армии и необходимыми средствами связи прибыть форсированным маршем не позднее утра 6.10 в Вязьму. В состав 16-й армии будут включены в районе Вязьмы 50-я, 73-я, 112-я, 38-я, 229-я с[трелковые] д[ивизии], 147-я т[анковая] бр[игада], дивизион PC, полк ПТО и полк аргк [артиллерии резерва Главного командования. —
Однако к 6 октября к Холм-Жирковскому вышли пехотные дивизии V армейского корпуса, которые могли уже наступать на контратакующие советские соединения, оттесняя их с фланга немецкого танкового клина. Таким образом, группе Болдина не удалось воспрепятствовать 7-й танковой дивизии быстро прорваться сначала через днепровские оборонительные позиции Ржевско-Вяземского рубежа, а затем прорыву к шоссе западнее Вязьмы. Этим маневром 7-я танковая дивизия в третий раз за кампанию 1941 г. стала «замыкателем» крупного окружения (до этого были Минск и Смоленск). В один из самых черных для советских войск дней 1941 г., 7 октября,7-я танковая дивизия 3-й танковой группы и 10-я танковая дивизия 4-й танковой группы замкнули кольцо окружения Западного и Резервного фронтов в районе Вязьмы. Силами LVI моторизованного корпуса был образован внутренний фронт окружения советских войск от автострады западнее Вязьмы до Днепра, который занимали 7-я, 6-я танковые и 129-я пехотная дивизии.