Накануне начала немецкого наступления Рокоссовский наконец-то смог установить адрес своей семьи. 30 сентября 1941 года штаб 16-й армии выдал следующую справку: «Предъявительница сего гражданка Рокоссовская Юлия Петровна является женой Командующего 16 армией — генерал-лейтенанта тов. Рокоссовского Константина Константиновича.
Вместе с ней в гор. Новосибирске по улице Добролюбова № 91 проживает их дочь Ада Константиновна Рокоссовская.
Генерал-лейтенант Рокоссовский Константин Константинович за боевые заслуги награжден четырьмя орденами „Красное Знамя“ и орденом Ленина.
На основании существующего законоположения члены семьи генерал-лейтенанта Рокоссовского пользуются льготами как семьи орденоносца».
Главный удар немцы наносили по флангам Западного фронта, а не по магистрали Смоленск — Москва, где его ожидало советское командование. На участке 16-й армии немцы лишь демонстрировали наступление, и его удалось без особого труда отразить. Но после полудня Рокоссовский получил сведения от командующего 19-й армией М. Ф. Лукина о напряженных боях на правом фланге его армии.
3 октября Рокоссовский решил провести разведку боем. Пленные показали, что на Ярцевском направлении появились танковые и моторизованные части. Рокоссовский усилил оборону магистрали Москва — Смоленск и даже провел артиллерийскую контрподготовку с участием дивизиона «катюш». Контрподготовка пришлась по пустому месту, так как в действительности немцы здесь наступать не собирались. Рокоссовский отмечал: «Весь следующий день враг держал под сильным огнем наш участок обороны, не предпринимая наступления. Группы самолетов бомбили позиции батарей и вели усиленную разведку дорог в сторону Вязьмы». Вечером 3 октября Лукин сообщил, что пришлось повернуть 244-ю дивизию фронтом на север. Рокоссовский направил на помощь соседу 127-ю танковую бригаду и 38-ю и 214-ю стрелковые дивизии.
5 октября Рокоссовский получил неожиданный приказ:
«Командарму 16 Рокоссовскому немедленно приказываю участок 16 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 армии будут включены в районе Вязьмы 50 сд (19А), 73 сд (20А), 112 сд (16А), 38 сд (16А), 229 сд (20А), 147 тбр (резерв ЗФ), дивизион PC, полк ПТО и полк АРГК. Задача армии — задержать наступление противника на Вязьму, наступающего с юга из района Спас-Деменска, и не пропустить его севернее рубежа Путьково — Крутые — Дрожжино, имея в виду — созданной группировкой (т. е. 16-й армией) в дальнейшем перейти в наступление в направлении Юхнов.
Историк И. Н. Смирнов пишет: