В битве за Москву приняли участие пять морских стрелковых бригад, в основном состоявшая из моряков 42-я СБР и отряд моряков. Так, в составе 1-й ударной армии сражались 62, 71 и 84-я МСБР; в составе 20-й армии — 64-я МСБР; в составе Московской зоны обороны — 42-я СБР, 75-я МСБР и 1-й Московский отдельный отряд моряков (в дальнейшем — 166-я, затем 154-я морская стрелковая бригада), сформированный из подразделений Наркомата ВМФ.
Последний включал: батальон охраны наркомата ВМФ, батальон Московского флотского экипажа, гвардейский флотский дивизион реактивных снарядов, мотоциклетный батальон, танковую роту и батарею 85-мм орудий.
Части и соединения морской пехоты, действуя в составе общевойсковых армий, обороняли города Скопин и Дмитров, сражались на канале Москва-Волга, штурмовали Белый Раст и Клин, вели бои на Волоколамском направлении и под Наро-Фоминском. В ходе контрнаступления советских войск под Москвой морская пехота применялась на направлении главного удара для прорыва обороны противника, а также для действий в составе передовых отрядов и подвижных групп армий.
Общевойсковая подготовка частей и соединений морской пехоты проводилась на основе приказа НКО от 20.07.41 № 0240 и Программы ускоренной подготовки стрелковых частей РККА (месячный срок обучения).
На состоянии боевой подготовки морской пехоты в период формирования и выдвижения на театры военных действий отрицательно сказалось отсутствие материальной части: танков, артиллерии, минометов, некоторых образцов стрелкового оружия, противотанковых средств, а также недостаток наглядных пособий и наставлений.
И все-таки, несмотря на серьезные трудности, морская пехота напряженно готовилась к боевым действиям. Вагоны превращались в учебные классы. При прибытии в указанные районы начиналась регулярная боевая подготовка.
Характерно, что личным составом флота в морских стрелковых бригадах укомлектовывались боевые подразделения и подразделения боевого обеспечения, такие как стрелковые батальоны, артиллерийские дивизионы, минометные батальоны, роты (батальоны) автоматчиков и разведывательные роты.
В этих соединениях успешно сражались подразделения автоматчиков и разведчиков, почти полностью сформированные из моряков. Так, отдельная рота автоматчиков 64-й МСБР состояла исключительно из моряков Тихоокеанского флота, морскими пехотинцами были укомплектованы отдельные роты автоматчиков и разведчиков 71-й МСБР. 90 процентов личного состава отдельного батальона автоматчиков 62-й МСБР составляли также моряки.
В начале боевых действий в частях и соединениях морской пехоты, что имело место и в сухопутных войсках, ощущалась недостаточная подготовка к ведению боя на сухопутном фронте. Однако в скором времени с приобретением боевого опыта положение коренным образом изменилось.
В самый тяжелый момент 19 октября после объявления Москвы на осадном положении был срочно создан и направлен на фронт 1-й московский отряд моряков, сформированный из батальона охраны НК ВМФ, батальона московского флотского экипажа, гвардейского флотского дивизиона РС («Катюш»), мотоциклетного батальона и танковой роты (с 28 декабря — 166-я бригада морской пехоты).
Отдельный морской отряд вошел в оперативное подчинение командующего войсками Московской зоны обороны генерал-лейтенанта Н. А. Артемьева, который в ходе оборонительных действий неоднократно перебрасывал отряд на самые трудные участки, где моряки часто даже своим присутствием усиливали уверенность в успехе у соседних частей.
1 декабря по приказу штаба Московской зоны обороны отряд занял оборону на участке Ликино, Ванино, Давыдково, Осоргино, Пустяково с задачей не допустить прорыва пехоты и танков противника к Москве.
7 ноября 1-й отдельный отряд моряков вместе с двумя курсантскими ротами Московских курсов переподготовки командиров принял участие в историческом параде на Красной площади, после которого курсанты вместе с войсками ушли на фронт, где в составе знаменитой 316-й стрелковой дивизии генерал-майора И. В. Панфилова приняли на себя удар тяжелых немецких танков под Волоколамском.
К концу ноября, когда битва под Москвой достигла своего наивысшего напряжения, для защиты столицы стали одна за другой прибывать отдельные морские стрелковые бригады, используемые командованием Западного фронта на направлении главного удара противника северо-западнее Москвы.
22 ноября первой прибыли на защиту Москвы 84-я отдельная морская стрелковая бригада под командованием полковника В. А. Молева. Бригада была сформирована в октябре-ноябре 1941 года в Приволжском военном округе, в селе Чердаклы Куйбышевской области. Командир бригады полковник Молев во время Гражданской войны командовал эскадроном в Первой Конной армии, затем служил на флоте. На фронт был направлен по личной просьбе с должности начальника отдела кадров инженерного управления ВМФ.