德軍在莫斯科城下潰敗的原因並非僅僅像西方曆史學家所認定的那些原因。希特勒及他那些堪稱最優秀的高級指揮官，無論在戰略還是戰術上都犯下了明顯的錯誤。
戰後，朱可夫元帥評論德軍之所以沒有攻進莫斯科的原因時說：“除了嚴寒這個因素外，德軍雖然三麵合圍了莫斯科，但沒有一路的兵力強大到無堅不摧，攻擊兵力集結得不適當，側翼脆弱，缺乏‘聯合兵種單位’和過度地依賴裝甲兵力。尤其是德軍始終未能集中足夠的兵力突破蘇軍的中央部分。”
作為莫斯科保衛戰的組織者和指揮者，朱可夫是評論德軍軍事上得失的最權威人士。
德軍的進攻停止了，現在輪到蘇軍反攻了。
蘇軍的反攻如怒濤洶湧，使備受嚴寒冰雪折磨的德軍難以抵抗，損失慘重，各路大軍紛紛後撤，以避開蘇軍打擊的鋒芒。
但希特勒這時下達了“不準撤退”的命令。該命令規定，除了戰術性的短距離撤退，不準大規模後撤。
這道命令激怒了各路統軍將帥，也使陸軍總司令和總參謀長難以接受。但有著魔鬼般性格、花崗石一般意誌的德國元首，幹脆把總司令撤了，由自己兼任，各路統軍將帥也統統解職，甚至連古德裏安這個為希特勒的侵略事業立下汗馬功勞的急先鋒，也被解職，原因是他擅自下達撤退命令。
德軍在希特勒的嚴令下，隻得打起精神，苦撐死守。特別是在一些重要的城鎮、交通樞紐和戰略要地上，拚命阻擋蘇軍一次又一次的猛烈攻擊。
德軍由於死傷慘重，後勤補給困難及適宜於冬季作戰裝備的缺乏，不準撤退的命令使在冰天雪地中頑抗的德軍吃盡了苦頭。
不少軍事評論家認為，希特勒“不準撤退”的命令在當時是正確的，不然的話，那就真正重蹈了拿破侖的覆轍。當年（1812年）拿破侖大軍真正的崩潰覆滅不是在莫斯科，而是在莫斯科的撤退途中。如果希特勒下達撤退令的話，那支身心疲憊、被酷寒折磨得麻木了的、同時被極度削弱的大軍，可能會一潰千裏不可收拾，造成災難性的後果。
無論德軍如何頑強，蘇軍的冬季攻勢仍然如排山倒海，難以抵擋。
12月6日，蘇軍朱可夫元帥率領的西方方麵軍右翼，集中了整個方麵軍四分之三的飛機，共700多架，支援地麵部隊發起了反攻。第28、第31集團軍，在戰鬥的第一天便渡過了伏爾加河，給固守加裏寧的德軍第9集團軍的交通線造成了嚴重威脅。由列柳申科中將統率的第30集團軍，疾如驚雷般衝破德軍在德米特羅夫西北的防禦，飛奔拱衛莫斯科西北重鎮克林。前不久，前出到克林的德第4裝甲集群令莫斯科的形勢危如累卵。而現在，德第3、第4裝甲集群的後麵也受到了致命的威脅。
蘇西方方麵軍的第1突擊集團軍作為朱可夫手中一支可怖的打擊力量，以迅猛的衝擊，擊潰了德第3裝甲集群的抵抗，一舉越過莫斯科和加裏寧的鐵路，往德第3、第4裝甲集群的深遠後方迂回。
蘇西方方麵軍的第10集團軍在圖拉方向，向古德裏安這支舉世生畏的第2裝甲集群殺去，逼得古德裏安步步後退。
從12月7日起，正麵蘇軍反攻速度不斷加塊。
蘇第30集團軍和第1突擊集團軍聯合攻打克林，並於13日奪回該城。第16集團軍12月8日攻克留科沃。第10集團軍和第50集團軍密切配合從圖拉地區以兩翼包抄合圍古德裏安的第2裝甲集群。蘇軍攻勢淩厲，古德裏安為了避免合圍的危險，隻是丟棄大多數重型裝備，輕裝狂逃。古德裏安不可戰勝的神話至此畫上了句號，他也因擅自大規模撤退而被解職。
蘇軍冬季攻勢最不含糊的成就是解放了頓河入海口旁的重要戰略城市羅斯托夫。11月21日，德南方集群克萊斯特第1裝甲集群的黨衛軍坦克近衛師，冒著零下20多度的嚴寒進攻羅斯托夫。沒有冬裝的近衛師硬是以不可思議的勇猛，突破了蘇軍數道防線，突入城內，搶占了製高點，在巷戰中俘蘇軍1萬人，占領了該城。
這是德軍在冬季的最後一個碩果。
為此，希特勒欣喜若狂，以元首名義嘉獎克萊斯特和黨衛軍近衛師。
戈培爾的宣傳機器也大叫大嚷，占領了羅斯托夫就等於打開了高加索的大門……
然而，德軍沒高興幾天，蘇軍的冬季攻勢就暴風驟雨般襲來。傷痕累累、糧彈兩缺、疲憊已極的德軍早已成強弩之末，無法抵擋蘇軍的反攻，於11月27日又退出了羅斯托夫。
有意思的是，重新攻克羅斯托夫的蘇軍竟然是基輔合圍圈中衝出來的原西南方麵軍的部隊。
希特勒對丟失了羅斯托夫狂怒不已，他召來了倫斯德元帥，暴跳如雷地大罵了他一頓，要他為丟失羅斯托夫負責。倫斯德冷冷地回答：“真正應該負責的是那個下令實施南方戰役的人。”這個人當然是希特勒。
希特勒氣得猛撲過去，扯下了倫斯德身上的鐵十字勳章。
羅斯托夫是蘇軍唯一在冬季攻勢中奪回來的重要城市。其他如諾夫哥羅德、爾熱夫、布良斯克、奧廖爾、哈爾科夫、庫爾斯克、維亞茲馬等都仍在德軍手中。蘇軍反攻的怒濤在這些地區碰了釘子後，就隻得繞過去往前衝，這些重要城市便宛如汪洋中的一些孤島。但由於防禦堅固，而蘇軍占領的廣大區域都不便於防禦，並且需要大量兵力保衛占領的地盤，這種犬牙交錯的戰線態勢，歸根結底還是對德軍有利。它使德軍在以後的戰鬥中可以利用這些地區威脅蘇軍突出部的後方、兩翼。
蘇軍在冬季攻勢的勝利，把德軍遠遠地趕離了莫斯科。這使斯大林確信，莫斯科已轉危為安。他下令將蘇共中央委員會和政府各機關及外國使團遷回莫斯科，從而向全世界表明，希特勒進攻莫斯科的企圖已經被徹底粉碎了。
1942年1月5日晚，蘇軍最高統帥部召開會議，商討蘇軍在蘇德戰場全線實施總反攻的計劃。
斯大林說：“德軍由於在莫斯科附近的失敗而驚慌失措，而且他們過冬的準備很差，現在正是轉入總攻的最好時機，敵人企圖把我們的進攻推遲到春季，他們想贏得時間，獲得喘息的機會，以便春季集中力量再轉入積極行動。我們的任務是，不給德寇以喘息的機會，不停頓地把它向西驅趕，迫使它在春季前消耗盡自己的預備力量。”
為此，蘇軍最高統帥部確定的戰略意圖是：向德軍中央集群實施主要突擊，以西北方麵的右翼部隊，加裏寧方麵軍和西方方麵軍從兩麵迂回並圍殲爾熱夫-維亞茲馬和斯摩棱斯克地區的德軍中央集群主要力量；列寧格勒方麵軍和沃爾霍夫方麵軍以及西北方麵軍的右翼部隊，粉碎德軍對列寧格勒的包圍，解放頓巴斯；高加索方麵軍與黑海艦隊，解放克裏木。
斯大林要求在最短時間內轉入總攻。
斯大林讓在座的高級指揮官發表自己的意見。
朱可夫表示：蘇軍西線態勢較有利，應當趁德軍尚未來得及恢複部隊的戰鬥力，繼續進攻。但蘇軍西線也應加強，特別需要補充坦克部隊；西北線和南線，蘇軍將可能遇到敵人頑強的防禦，沒有強大的炮兵和坦克支援，他們不可能突破德軍防線，而本身會遭受不應有的重大損失。
負責蘇聯戰時經濟和軍備工業的沃茲涅先斯基支持朱可夫的意見，說：“我們現在還沒有掌握足以保障各方麵軍同時進攻用的物資。”
朱可夫和沃茲涅先斯基主張實施局部進攻而不是全線反攻。
斯大林否定了他們的意見，強調必須堅決地轉入全麵進攻。
1942年1月7日，各方麵軍司令員及各集團軍司令員都接到了發動全麵進攻的指示信。與此同時，希特勒也在1月3日，給德軍各部隊再次下達了堅守的命令。命令重申：絕不允許後退一步，這是當前形勢向我們提出的要求。
1月8日，蘇軍9個方麵軍，在海空軍的支援下，先後對蘇德戰場上的390萬德軍及其仆從國軍隊發起了全麵進攻。
這場從波羅的海至黑海之濱長達近3000公裏的戰場上，蘇德兩軍開始了總的拚殺。在莫斯科的嚴令下，各方麵軍都製定自己的相應目標，並為此而不惜代價進攻。
1942年元月，德軍中央集團軍群的北翼發生了嚴重危機，坦克第2集團軍和野戰第4集團軍之間的防線被蘇軍撕開了一個可怕的大口子。蘇軍以重兵向戰略重鎮斯摩棱斯克迅速突進，使正在撤退中的德軍第4集團軍陷入了巨大的危險之中。第4集團軍與坦克第2集團軍經過浴血苦戰，勉強堵住了這個戰線缺口，但蘇軍仍不斷衝擊這條脆弱的新防線，不斷對這兩個集團軍生死攸關的後勤交通實施攻擊。
不僅如此，蘇軍優勢兵力還在魯紮河和拉馬河及加裏寧以北地區發起攻擊，把德軍部隊追退到格紮茨克、爾熱夫一線。同時，蘇軍還以快速兵力利用冬季條件從德中央集團軍群與北方集團軍群結合處完成了突破，蘇坦克裝甲集團從這個缺口長驅直入，德軍呈現一片混亂，幾小時前還在德軍戰線後方的德軍指揮機構、後勤保障係統，被迅速挺進的蘇先遣支隊攻占和搗毀。德軍一線大後方的汽車縱隊被蘇軍裝甲部隊的洪流摧垮，撤退中的第一線部隊也被蘇軍包圍。分不清哪裏是前方，哪裏是後方，各部隊的聯係中斷。
在如此萬分危急的情況下，德軍指揮官表現出了極高的指揮才能和戰術素養，使德軍免於崩潰。第9集團軍司令莫德爾便是其中的一個。他深知此時不能考慮撤退，否則會導致技術裝備的大量損失，古德裏安強大的第2坦克集團軍就是因為撤退丟棄了所有的重型裝備，導致戰鬥力極度削弱。必須采取最堅決果斷的措施，穩住陣腳。
莫德爾將軍於1月20日飛抵柏林，請求增援一個坦克軍歸他指揮。希特勒答應了，但希特勒要將這個坦克軍用於格紮茨克地區，而莫德爾根據戰線的實際情況，要把兵力用在爾熱夫地區，兩人發生了激烈的爭執，希特勒堅持己見，毫不讓步。莫德爾發問：“請問元首，到底是你指揮第9集團軍，還是我指揮？”希特勒語氣強硬地命令道：“我命令你把坦克軍使用在格紮茨克。”
莫德爾表示絕不服從錯誤的命令，他說，他了解血與火的第一線戰況，而統帥部的幕僚隻是在地圖上了解判斷，這樣下達命令，會斷送前線將士浴血苦戰的一切成果。
希特勒最後讓步了，但要莫德爾為他行動的後果負責。
戰爭的進展證實了莫德爾的判斷，蘇軍對斯摩棱斯克、維亞茲馬、爾熱夫鐵路線構成的大四邊形德軍陣地進行了最猛烈、最持久的衝擊，德第9集團軍首當其衝，該集團軍在最困難最殘酷的戰鬥中守住了這條生死攸關的交通線。