Второе немецкое наступление на Москву началось 15–16 ноября 1941 г. Согласно плану группы армий «Центр» столицу предстояло окружить стальным кольцом, которое должно было замкнуться в районе Орехово-Зуева. Часть моторизованных соединений направлялась в сторону Ярославля и Рыбинска с целью прервать всякое снабжение города. В своей директиве от 8 октября Гитлер приказал завершить окружение советской столицы, стереть ее с лица земли и затопить.
Германские соединения к середине ноября смогли привести себя в порядок и несколько пополниться. Погода благоприятствовала гитлеровцам. Снегу было еще мало, но почва уже достаточно промерзла, чтобы по ней могли свободно передвигаться тяжелые бронированные машины.
Первыми нанесли удар 4-я и 3-я танковые группы в направлении Волоколамска и Клина. Они достаточно быстро добились крупного успеха. Причиной стал неудачный контрудар 16-й советской армии, проведенный здесь всего за несколько дней до начала нового немецкого наступления. Части Красной Армии лишь измотали себя в боях, но не нанесли существенного ущерба противнику. В результате немцы заняли Клин и Солнечногорск, вышли на Ленинградское шоссе. Но удачные действия в обороне советских войск в районе Тулы и контратаки 49-й армии Западного фронта препятствовали немецкому продвижению к Москве с юго-запада.
В конце ноября германские генералы стали понимать, что у их соединений явно не хватает сил. Боеспособных резервов не было, многие тыловые подразделения уже давно сражались на передовой. Но фон Бок упрямо рвался вперед, невзирая даже на данные своей разведки о том, что русские сосредотачивают крупные соединения и могут перейти в контрнаступление. Он, так же как и Гитлер, не верил, что десятки раз разбитая Красная Армия на это способна. Командующий группой армий «Центр» считал, что в крайнем случае исход сражения будет решен последними батальонами, брошенными в прорыв.
Советское военное командование внимательно следило за складывающейся под Москвой ситуацией. В конце ноября в тыловом районе, позади Западного и Брянского фронтов, были сосредоточены свежие дивизии, прибывшие с Дальнего Востока, Сибири и Урала. На их основе были сформированы 1-я ударная, 26, 10, 61-я армии, готовые в любой момент по приказу Ставки перейти в наступление. Часть прибывающих сил вступала в бой прямо с колес и теснила выдвинутые вперед немецкие части. Жуков и его штаб видели, что противник выдохся и отходит при первом сильном нажиме со стороны сил Красной Армии. Теперь главное было не упустить момента для перехода в контрнаступление.
План советского руководства по разгрому врага вырабатывался в самое кратчайшее время в конце ноября – начале декабря 1941 г. 29 ноября командующий Западным фронтом, доложив обстановку Верховному Главнокомандующему, попросил его отдать приказ о начале контрнаступления. Свое предложение Жуков обосновал так: «Противник истощен. Но если мы сейчас не ликвидируем опасные вражеские вклинения, немцы смогут подкрепить свои войска в районе Москвы крупными резервами… и тогда положение может серьезно осложниться». Рассмотрев это предложение, Ставка довела до командующих фронтами общие задачи предстоящего контрнаступления. Что же представлял из себя его план? По существу, для доклада Сталину были подготовлены всего одна карта, на которой красным карандашом были изображены полосы наступления, и объяснительная записка к ней. Замысел контрнаступления не предусматривал глубокой операции. Жуков намеревался разгромить передовые части противника и отбросить на несколько десятков километров от Москвы. В действительности все произошло совершенно иначе.
Не успели еще части немецких 3-й танковой группы и 4-й армии привести себя в порядок после неудачных наступательных действий в первых числах декабря, как советские Западный и Калининский фронты перешли от контратак к широкому контрнаступлению. 5 и 6 декабря войска Калининского и Западного фронтов, 7 декабря – Брянского фронта, подобно нарастающей лавине, двинулись вперед. История знает мало примеров, когда контрнаступление начинала та сторона, которая располагала меньшими силами, чем наседающий на нее враг. По личному составу, танкам, артиллерии советские части уступали противнику в соотношении примерно 1:1,2. Лишь по авиации имели преимущество.