住德軍開啟的缺口，但未獲成功。德軍繼續向蘇軍防禦縱深推進。

在維亞茲馬附近，西方面軍及預備隊方面軍很快就被德國第3及第4裝甲集團的高速機動部隊打敗，德軍在防線的薄弱地區開啟缺口並很快開到紅軍防線的背後。由於德軍裝甲的2支先遣部隊已於1941年10月10日在維亞濟馬會合，這導致仍在構築階段的防線建設變得無用。4個蘇聯軍團（第19、第20、第24及第32軍團）被困在該市以西的一個大型口袋中。

與德軍冀望的不同，被包圍的蘇軍並沒有輕易投降。相反，戰鬥極其猛烈及險惡，德軍需動用28個師來消滅包圍圈中的蘇軍，這些部隊本來需要支援進攻莫斯科。有1排甚至1個足額的狙擊師的蘇軍逃出了包圍圈而沒有被完全消滅，這讓殘餘的西方面軍及預備隊方面軍因而能夠撤退及重新集結在莫扎伊斯克一線附近。蘇軍在維亞濟馬的抵抗亦給予蘇聯最高統帥部時間來快速向防衛莫斯科方向的4個蘇聯軍團。

在布良斯克以南，蘇軍最初的表現比在維亞濟馬附近較好，德國第2裝甲集團對整條前線周圍實施包圍行動，與前進中的德國第2軍團會合及分別在10月3日和6日攻佔奧廖爾及布良斯克。德國空軍第2航空隊在10月3日出動984架次及擊毀679輛車輛，10月4日100架俯衝及中型轟炸機破壞了鐵路線並阻礙蘇軍在蘇梅…利戈夫…庫爾斯克地區的軍隊調動，切斷了布良斯克方面軍與西南方面軍之間的連繫。蘇聯第3及第13軍團在這裡被包圍，但他們沒有投降，軍隊分成小股逃出了包圍圈，撤退至位於奧廖爾與姆岑斯克的中間防線，最後剩餘的部隊已經成功從包圍圈中突圍逃走。

1941年10月7日，德軍在這地區的攻勢被阻止，同時下了第1場雪而且雪很快被熔化，這令道路滿布泥濘。這種現象在俄國被稱為“大沼澤地”。德軍裝甲集團的推進大幅度被拖慢及未能輕易調動，削弱了士兵和坦克的作戰能力。德軍第4裝甲師在姆岑斯克附近遭到由季米特里？利亞申科指揮的蘇聯第1近衛特別狙擊軍的伏擊，包括米哈伊爾。卡圖科夫的第4坦克旅，當德軍坦克駛過時，新造好的T…34坦克隱藏在樹木後面；匆匆組成的蘇軍步兵團阻擊德軍的進攻，蘇軍坦克從側翼兇猛地攻擊德軍4號坦克編隊。對德軍來說這場敗戰的衝擊很大，以致希特勒下令進行特別調查。令人沮喪的是，古德里安及其部隊發現新型的蘇軍T…34坦克幾乎不害怕德軍的坦克火炮。

之後，蘇軍的大規模反攻進一步拖慢德軍的攻勢。在古德里安北面展開的用以包圍布良斯克方面軍的德國第2軍團的行動面對蘇軍強大的反攻。蘇軍的進攻有強大的空中支援，雖然數量上居於劣勢，但德國空軍仍對蘇聯空軍造成了很大損失，152架斯圖卡俯衝轟炸機及259架中型轟炸機阻擊蘇軍的進攻，同時202架斯圖卡俯衝轟炸機及188架中型轟炸機則打擊布良斯克地區的補給線。蘇軍在開闊地區受到了猛攻，德國空軍擊毀了22輛坦克及超過450輛車輛，蘇軍的進攻被擊潰。

蘇軍初期之大敗令人máo骨悚然，根據德軍的估計，德意志國防軍在各個包圍圈**俘獲673000名蘇聯士兵。令蘇軍減少了百分之41的兵力。但紅軍猛烈的抵抗卻大幅地阻延了德意志國防軍的進攻，1941年10月10日當德軍到達莫扎伊斯克防線時，發現了構築堅固的防禦工事及新到達的蘇聯軍隊。同一天，格奧爾吉？朱可夫從列寧格勒被召回來任命為防衛莫斯科的總指揮官。在華西列夫斯基的動議支援下，他立即命令集中所有可用的力量加強莫扎伊斯克防線。數量上佔優的德國空軍仍掌握制空權，“俯衝轟炸聯隊”及“轟炸大隊”共飛行了537架次並擊毀了440輛車輛以及150mén火炮。

10月13日，斯大林下令莫斯科的黨政機關撤走，蘇軍參謀總部及各個部mén的人員由莫斯科撤往古比雪夫（現時的薩馬拉），只留下少數政fǔ官員在莫斯科。撤退導致莫斯科居民的恐慌，從10月16日至17日，很多平民嘗試逃離，蜂擁登上火車及阻塞出城的道路。雖然如此，斯大林公開宣佈他會留在蘇聯首都，以防止出現驚慌及大húnluàn。

雖然對維亞茲馬包圍消滅了大量的蘇軍有生力量，但天氣的變壞使德軍的攻勢銳減。當10月18日中路德軍突進到莫扎伊斯克時，天已開始下雨了，道路變成了泥河。坦克走不多遠就陷入泥潭中無法前進。

南路古德里安的第2裝甲集團軍則坑陷在奧廖爾到圖拉之間的公路上達四天之久，一切補