Дальнейшие события на полях сражений осени 1941 г. развивались по следующему сценарию. На Северо-западном фронте к началу октября немецкое командование отказалось от дальнейшего штурма Ленинграда и решило, что вскоре голод заставит город капитулировать. Но к осени фронт стабилизировался, и немцы 4 сентября начали артиллерийский обстрел города и ожесточенную бомбежку во время воздушных налетов. К 8 сентября, после захвата немцами Шлиссельбурга, Ленинград был полностью блокирован, если не считать узкой Дороги жизни через Ладожское озеро. С 9 ноября даже ладожскую брешь стало почти невозможно использовать, так как немцы заняли Тихвин на главной железнодорожной магистрали, в районе юго-восточнее озера. Ленинград был полностью обречен на голод. Однако 9 декабря советскими войсками Тихвин был освобожден, что несколько облегчило участь Северной столицы. Во время блокады ожесточенные бои происходили в Пулкове, Колпине и Урицке. В сентябре советские войска предприняли отчаянную попытку вытеснить немцев из Мга-Синявинского клина, подходившего к южному берегу Ладожского озера, и освободить таким образом железную дорогу Ленинград — Вологда. Но хотя им и удалось создать небольшой плацдарм на южном берегу Невы к западу от Шлиссельбурга и даже удерживать его на протяжении всей зимы ценой страшных потерь в живой силе, немцы так укрепили район Мга — Синявино, что эта попытка оказалась безуспешной. Серьезной проблемой для города стало его снабжение продовольствием, сырьем и топливом, а также вооружением и боеприпасами, которые не могли быть изготовлены на месте. Это случилось в результате целого ряда просчетов. Прежде всего, это медленные темпы эвакуации населения в июле — августе: из трехмиллионного числа жителей города было эвакуировано только 40 тыс. человек. Кроме того, администрация города и командование не проявили дальновидности: так, в июне и июле из районов Ленинградской области, в которые вот-вот могли вступить немцы, были вывезены по железной дороге тысячи тонн зерна, но не в Ленинград, а на восток. В ноябре и декабре весь Ленинград, как и в дальнейшем, жил на голодном пайке. Умирали от голода даже многие из тех, кто снабжался по повышенным нормам.
На Западном фронте с начала октября борьба главных группировок противоборствующих армий развернулась под Москвой, где противник предпринял решительную попытку овладеть городом. Непосредственное наступление немцев на Москву началось 30 сентября 1941 г., и операция была немцами названа «Тайфун». Фронт, которым командовал И.С. Конев, в составе шести армий и фронтовых резервов занимал оборону на главном московском направлении в полосе шириной 340 км от Осташкова до Ельни с задачей не пропустить прорыва к Москве. Резервный фронт, в командование которым в середине сентября вступил маршал С.М. Буденный, большой частью своих 4 армий занимал оборону восточнее Западного фронта в полосе шириной 300 км по линии Осташков — Селижарово восточнее Дорогобужа. Эти армии предназначались для отражения ударов немецко-фашистских войск в случае прорыва ими обороны Западного фронта. Две другие армии этого фронта занимали оборону в первом эшелоне, южнее Западного фронта, от Ельни до Снопоти в полосе шириной до 100 км. Три армии Брянского фронта должны были прикрыть брянско-калужское и севско-орловско-тульское направления. Передний край их обороны в полосе 290 км проходил по линии Снопать, Погар, Глухов.
Полями сражений должна была стать обширная равнина, пересекаемая немногими плоскими возвышенностями и грядами холмов. Среднерусская возвышенность входила в границы театра боев своей северной оконечностью. Лишь в районе Тулы и Калуги попадаются труднопреодолимые овраги и реки, протекающие в глубоких долинах. В северо-западной части театра действий фронта тянется Смоленско-Московская гряда, подступающая к Клину. Средняя высота этой гряды 200–250 метров; наивысшая точка с отметкой 286 расположена вблизи Волоколамска. Значительные низменности, заболоченные и покрытые лесами, находились на севере — в районе Талдома, Московского моря, реки Истры, на юго-востоке — знаменитая Мещерская, а также вдоль северного берега Оки, в районе Серпухова, Коломны, вдоль рек Ламы, Рузы, Нары и других. Среди естественных преград, могущих затормозить движение немецкой техники, были Волга, с водными системами Московского моря и Волжского водохранилища, и река Ока, текущая с юга на север и подступающая к Калуге. Таким образом, если Волга прикрывала Московский район с севера, то Ока — с юга. Между этими двумя водными препятствиями были расположены между Ржевом и Калугой кратчайшие и наиболее удобные пути на Москву.
В районе театра боевых действий было много лесов, которые покрывали почти четверть его поверхности. Наиболее крупные лесные массивы были расположены преимущественно в северо-восточной и западных частях. Они тянулись в северных и болотистых районах вдоль низин и приречных долин.