В начале декабря Московская битва достигла своего апогея. Понеся большие потери, ударные группировки группы армий «Центр» потеряли свой наступательный потенциал и уже не были способны выполнить задачу по овладению столицей СССР. В то же время советское командование подготовило и сохранило значительные резервы. Создались условия для перехода советских войск в контрнаступление и разгрома врага под Москвой. Советские войска перешли в общее наступление 5-6 декабря на широком участке фронта от Калинина до Ельца. В ходе частных наступательных операций они вырвали из рук немцев инициативу, разгромили ударные группировки противника и отбросили его на 100-250 км от Москвы. К началу января 1942 года первый этап контрнаступления под Москвой был завершен.

Ободренный этими успехами Сталин потребовал не только продолжить наступление под Москвой, но и начать наступательные действия под Ленинградом и на юге страны. В январе 1942 года советские войска на Московском направлении возобновили натиск на врага, пытаясь окружить и уничтожить группу армий «Центр». Однако к тому времени противник уже оправился от последствий неожиданного контрудара советских войск. Немцы, успешно маневрируя войсками, сорвали замыслы советского командования и Красной Армии удалось достичь лишь частичных успехов. В результате в линии фронта образовался так называемый Ржевский выступ, опираясь на который немцы могли угрожать советской столице.

К весне 1942 года немцы организовали на центральном участке фронта прочную оборону, тем не менее, советские войска продолжали попытки наступления. Эта напряженная борьба стояла обоим противникам больших жертв. Лишь 20 апреля 1942 года Сталин отдал приказ перейти к обороне.