根据参与了二战期间莫斯科战役的德军第52装甲军的报告显示，在整个对苏联的战争中，在莫斯科的几次夺取苏军阵地的战斗是最激烈的，从开战伊始至1941年10月中旬，损失的坦克数量在激增，首批靠近莫斯科的德军已经不是战役最开始时那样被羡慕的对象。

二战苏联在莫斯科采取了一切手段进行防守，苏军8个负责防御工事的团也被派到了前线，他们在莫斯科、基辅、基辅旧城、莫扎伊斯克、列宁格勒和其他一些公路上大量埋设地雷，甚至连所有的桥上也都布满地雷，铁轨上设置了障碍，在德军前往莫斯科的路上，共有一百五十多个雷区。莫斯科周围设置了木栅，5至7人组成小组，负责在树林里每隔50至70米砍倒一颗松树，挡住德军有可能选择的进攻路线，莫斯科周围的木栅障碍区超过了53000公顷，大概相当于5公里乘105公里的面积。

与此同时，正如德军所料，越接近莫斯科苏军的抵抗越顽强，很多被包围的苏军拒绝投降，决心血战到底，让德军不得不抽调了原计划参与进攻莫斯科的24个师投入对被围苏军的歼灭战，德军第七装甲师指挥官冯·方克记录道：在莫斯科周围对苏军的围歼战是这个装甲师经历的最艰难的战斗，该师的手榴弹排甚至全军覆没。1941年10月中旬，德军中央集团军主力部队结束了对苏军的包围作战，但苏军元帅朱可夫已经调派了一批新增部队前往莫斯科。

这时秋雨季节开始了，后来，德军把没能夺下莫斯科归结为天气原因。可事实上恶劣的天气给交战双方都带来了不便，如果它阻碍了德军进攻，则同样也给苏军防守带来诸多不利，苏军将领卡图科夫在回忆录中写道：士兵们需要超人的力量，一次次把那些作战车辆从泥泞的道路中拉出，参谋车辆只能靠坦克拖行，否则根本不能前行。

德军陆军元帅冯·博克认为，二战​德军莫斯科战役失败的原因在于德军低估了对方的抵抗能力和后备力量，而天气仅是次要原因之一。