Тактика «выжженной земли» в какой-то мере затрудняла продвижение немецких войск. Но все же больше всех от нее страдало именно «советское население». У солдат вермахта имелись для обогрева автомобили, палатки и горючее. Да и в уцелевших домах селились только они, выгоняя местных жителей на мороз. Впрочем, такие мелочи товарища Сталина никогда не волновали, от оставшихся на оккупированных территориях стариков и женщин все равно не было никакой пользы.

Одновременно с отражением ударов с северо-запада развернулись напряженные бои на тульско-каширском направлении. Здесь в составе 50-й армии под командованием Болдина имелось 7 стрелковых, 2 кавалерийские, 1 танковая дивизии, 2 танковые бригады и 125-й танковый батальон. Правда, в основном от дивизий после Брянского сражения и жуковских контрударов остались лишь номера. Они не успели пополниться и имели от 800 до 2000 человек в каждой и по 2–3 артбатареи. 108-я танковая дивизия под командованием полковника С.А. Иванова имела в своем составе 32 легких танка, шесть полевых орудий, четыре миномета и пять 37-мм зенитных пушек, а 32-я танковая бригада — 13 боевых машин. Только 413-я дивизия была укомплектована до полного штата, имея 12 тысяч человек и около 100 орудий и минометов.

В состав армии Гудериана входили 4 танковых, 2 моторизованные и 6 пехотных дивизий. 24-й мотокорпус получил задачу силами 4-й, 3-й, 17-й танковых дивизий, полка «Великая Германия» и наступавшей с юга 296-й пехотной дивизии охватить с двух сторон Тулу и овладеть городом. Специально созданная боевая группа 17-й танковой дивизии должна была выйти к Кашире, захватить мост через Оку и воспрепятствовать подходу советских подкреплений из района Москвы. Задним числом оценивая сложившуюся обстановку, Гудериан писал, что возможности его армии справиться с поставленными перед ней задачами «были более чем сомнительны. Пехотные части все еще не получили зимнего обмундирования и почти не могли передвигаться… Наступательная сила 24-го танкового корпуса, который вел непрерывные бои в течение нескольких месяцев, также значительно снизилась». Всего во 2-й танковой армии было 150 танков.

Перейдя в наступление 18 ноября, 2-я танковая армия прорвала оборону 50-й армии юго-восточнее Тулы и стала продвигаться в направлении Кашира, Коломна. Но все сильнее сказывались такие факторы, как усиливающееся сопротивление советских войск, отсутствие резервов и неготовность германской армии к незапланированной войне в зимних условиях. Уже на третий день наступления Гудериан написал:

«Страшный холод, жалкие условия расквартирования, недостаток в обмундировании, тяжелые потери в личном составе и материальной части, а также совершенно неудовлетворительное состояние снабжения горючим — все это превращает руководство боевыми операциями в сплошное мучение, и на меня все более и более давит та огромная ответственность, которую, несмотря на все красивые слова, никто не может с меня снять».

На подступах к Туле стрелковые части и соединения вместе с 11-й и 32-й танковыми бригадами и 108-й танковой дивизией вели ожесточенные бои, сдерживая противника. Танки небольшими группами действовали из засад и огнем с места наносили немцам большой урон. В каждой засаде имелось 2–3 танка, отделение пехоты и группа истребителей танков из 5–6 человек.

25 ноября передовой отряд германской 17-й танковой дивизии, обойдя Тулу с востока, прорвался к южной окраине Каширы. Правда, этот успех дался немцам недешево — в дивизии фон Вебера осталось только 5 танков.

Для ликвидации прорыва в районе Каширы была создана оперативная группа под командованием генерала П.А. Белова, в которую вошли 1-й гвардейский кавалерийский корпус, 112-я танковая дивизия полковника А.Л. Гетмана, 9-я танковая бригада подполковника И.Ф. Кириченко и 2 отдельных танковых батальона (35-й и 127-й). Всего в группе Белова было около 100 танков. Выполняя поставленную задачу, труппа 27 ноября совместно с 173-й стрелковой дивизией нанесла контрудар по прорвавшимся к Оке частям противника и отбросила его в район Мордвеса.

В это же время от Тулы в направлении на Венев нанесла удар 32-я танковая бригада полковника Ющука. Ошеломленный внезапностью ударов, враг откатился на 15 км и вынужден был на этом направлении перейти к обороне. Гудериан, поняв, что дальнейшее наступление на север в направлении Оки успеха не сулит, попросил у командования группы армий разрешения прекратить наступление. 28 ноября Бок такое разрешение дал. Таким образом, удар на Москву с южного направления также был отражен.

Бок и Гудериан поставили своей задачей сделать все возможное, чтобы по крайней мере овладеть Тулой. Одновременно с ударом в северном направлении части 3-й и 4-й танковых дивизий, а также пехотного полка «Великая Германия» начали наступление в западном направлении, чтобы совместно с расположенным северо-западнее Тулы 43-м корпусом замкнуть кольцо окружения севернее города. Немцам еще удалось перерезать железную и шоссейную дороги Тула — Серпухов, на большее сил уже не было. Из 110 танков, имевшихся перед началом операции, в строю оставалось меньше 30 машин. 5 декабря в результате советского контрудара силами 340-й стрелковой и 112-й танковой дивизий противник понес большие потери и отошел на прежние позиции. Германское наступление на тульском направлении провалилось.

Не добившись успеха на северных и южных подступах к Москве, немцы попытались прорвать советскую оборону на центральном участке Западного фронта. Во время ноябрьского наступления германских войск обстановка здесь была относительно спокойной. 4-я полевая армия и противостоящие ей 5-я, 33-я и 43-я советские армии широких боевых действий не вели. Лишь на звенигородском направлении немцы 19 ноября начали наступление силами 9-го армейского корпуса (3 пехотные дивизии), используя успех главных сил ударной группировки, действовавшей севернее. Правофланговые соединения армии Говорова вынуждены были отходить. Затем командарм перегруппировал на правый фланг с можайского направления 108-ю стрелковую дивизию и 22-ю танковую бригаду из своего резерва. Упорной обороной эти части, а также подразделения 18-й танковой бригады к концу ноября остановили противника у Звенигорода.

1 декабря немцам удалось прорваться севернее Наро-Фоминска, где 258-й пехотной дивизии при поддержке частей 19-й танковой (60 танков) и 3-й моторизованной дивизий удалось вклиниться в расположение 33-й армии Ефремова. Германские танки и мотопехота достигли населенного пункта Акулово, стремясь выйти по тылам 5-й армии к Кубинке, на автомагистраль Москва — Минск. Но дальнейшее их продвижение было остановлено контрударами 5-й и 33-й армий, в составе которых действовала 1-я гвардейская мотострелковая дивизия под командованием полковника Т.Я. Новикова, 5-я танковая бригада подполковника М.Г. Сахно, 20-я танковая бригада полковника Г.П. Антонова и 5 отдельных танковых батальонов. По новому штату отдельный танковый батальон включал в себя роту тяжелых (5 танков), роту средних (11 танков) и две роты легких танков — всего 36 боевых машин и 202 человека личного состава. 4 декабря советские соединения разгромили прорвавшуюся группировку и восстановили фронт по реке Нара.

В эти дни фельдмаршал Бок указывал, что «создалось такое положение, когда последний батальон, который может быть брошен в бой, может решить исход сражения». Однако у командования группы армий «Центр» не осталось никаких батальонов, которые можно было бы бросить на чашу весов. Для успешного завершения операции по окружению и взятию Москвы сил уже не было. По состоянию на 30 ноября 3-я танковая группа располагала следующим количеством танков: в 1-й танковой дивизии — 37 танков, в 6-й танковой дивизии — 4 танка, в 7-й танковой дивизии — 36 танков, то есть всего 77 машин.