16-я армия генерал-лейтенанта Рокоссовского с боями отступала на восток и так плотно заминировала оставленную территорию, что танковые подразделения смогли пройти только после того, как саперам удалось разминировать замерзшую до каменной твердости землю. Генерал-лейтенант Рокоссовский со своим штабом отбыл в Клин, где русские и заняли оборону.
Передовая 7-я танковая дивизия (генерал-майор барон фон Функ) 20 ноября вышла к шоссе на Клин, но не смогла прорваться к городу из-за сильного сопротивления русских. Зато к югу от Завидова была установлена связь между 6-й танковой дивизией (генерал-майор Payee) и 14-й мотопехотной дивизией (генерал-майор Фюрст). Тем самым соединились оба корпуса армии.
14-я мотопехотная дивизия прорвала вражеские укрепления к востоку от шоссе Клин – Волжское водохранилище 21 ноября и сразу начала атаку на Клин. Соседняя 6-я танковая дивизия к северу от Завидова осталась неподвижной. Низкие температуры затрудняли любое движение. Генерал танковых войск Шааль вечером 22 ноября приказал своему корпусу занять исходные позиции для наступления на сильно укрепленный город Клин.
7-я танковая дивизия и 14-я мотопехотная дивизия атаковали на следующий день территорию Клина, где еще несколькими часами ранее находился русский командующий армией. Русские бросили сюда все имеющиеся в наличии танковые бригады. Часами велись танковые бои, прежде чем в конце концов немецкие части одержали верх, и к 16:40 Клин был взят. Одновременно в 10 км севернее города в руках нападавших оказался совершенно неповрежденный мост (16-тонный). Здесь была пробита брешь во вражеском фронте.
Отставший XXXXI танковый корпус генерала танковых войск Модели сконцентрировался в районе Завидова, где 1-я танковая дивизия заняла исходные позиции западнее Тургинова, а 36-я мотопехотная дивизия, оставшаяся в Калинине, медленно продвигалась вперед.
Не менее успешными были последние пять дней для соседней 4-й танковой армии генерал-полковника Гепнера. Командующий издал 17 ноября приказ, который начинался следующими словами:
«Время ожидания закончилось. Последние русские оборонительные сооружения перед Москвой разбиты. Мы должны заставить сердце большевистского сопротивления в Европе прекратить биться…
Танковым группам повезло нанести решающий удар!»
18 ноября 4-я танковая армия, находясь между Волоколамском и Наро-Фоминском, перешла в наступление на Москву. V армейский корпус (генерал пехоты Руофф) с 2-й танковой дивизией, 35-й и 106-й пехотными дивизиями находился на левом фланге. На юге находился XXXXVI танковый корпус (генерал танковых войск фон Витингоф) с 5-й и 11-й танковыми дивизиями. Далее следовал XXXX танковый корпус (генерал танковых войск Штумме) с 10-й танковой дивизией и танковой дивизией СС «Рейх». Оба пехотных корпуса – IX армейский корпус (генерал пехоты Гейер) и VII армейский корпус (генерал артиллерии Фармбахер) с 78, 87, 7, 197 и 267-й пехотными дивизиями составляли правый фланг, где поддерживалась связь с соседней 4-й армией.
Незадолго до начала наступления командиры 252-й пехотной дивизии оценивали обстановку следующим образом: «Возобновилось привлечение вражеских пехотных формирований и особенно артиллерии. Противник ожесточенно сражается, активно используя партизан и снайперов на оборудованных в лесах позициях. Далее будут приложены все усилия, чтобы, используя артиллерию и контрнаступление с танками, помешать удару во фланги дивизии. Необходимо наличие собственной авиации для подавления вражеской артиллерии, недопущения доставки артиллерии поддержки для противотанковой и противовоздушной обороны. Защита левого фланга другими подразделениями приобретает значение при продолжении атак дивизией».
V армейский корпус наступал, опережая на 24 часа соседний танковый корпус, чтобы прикрыть его фланг. При этом 106-й пехотной дивизии удалось уже в первый день наступления установить связь с соседней 3-й танковой армией. 2-я танковая дивизия (генерал-лейтенант Вайль) в тот же день пробилась с северо-востока к Солнечногорску. Передовая группа под командованием оберста Родта (2-я мотопехотная бригада и 304-й мотопехотный полк), подбив более двадцати вражеских танков, захватила город, от которого до Москвы оставалось не более 60 км! Путь к Истринскому водохранилищу, расположенному к северо-западу от Москвы, был открыт.
Связь между 16-й и 30-й советскими армиями была прервана. Тогда Сталин и Жуков взяли руководство сражением в свои руки. Жуков приказал сопротивляться до последнего патрона. Далее он поручил открыть шлюзы водохранилища. Тем самым могла быть затоплена местность к югу от водохранилища протяженностью 50 км на высоте 2,5 м. Превратившаяся в лед вода стала бы непреодолимым барьером для немецких танков.