12 октября Военный совет Западного фронта, сознавая, что не сможет создать сплошную линию обороны вокруг Москвы, принял решение закрыть пять основных направлений на столицу. На можайском направлении была сосредоточена 5-я армия генерал-майора Д.Д. Лелюшенко, на волоколамском — 16-я армия генерал-лейтенанта К.К. Рокоссовского, на наро-фоминском — 33-я армия генерал-лейтенанта М.Г. Ефремова, на малоярославском — 43-я армия генерал-лейтенанта С.Д. Акимова и на калужском — 49-я армия генерал-лейтенанта И.Г. Захаркина.
Ппротивник, невзирая на огромные потери, продолжал упорно продвигаться вперед: 12 октября передовые части вермахта захватили Калугу и Ржев, а 14 октября противник овладел Калинином. В этой ситуации Ставка приняла решение создать на северо-западных подступах к столице новый Калининский фронт в составе 22-й (В. Востроухов), 29-й (И. Масленников), 30-й (В. Хоменко) и 31-й (В. Юшкевич) общевойсковых армий. Командующим фронтом был назначен генерал-полковник И.С. Конев, а начальником штаба фронта стал генерал-майор И.И. Иванов.
15―16 октября противник силами 3-й танковой группы генерал-полковника Г. Гота и 9-й полевой армии генерал-полковника А. Штрауса начал наступление на Торжок, однако был остановлен на подступах к городу и вынужден перейти к обороне на этом участке фронта. Более тяжелая ситуация сложилась на юго-западном и западном направлениях, где 16–20 октября противник, прорвав оборону наших войск, захватил Боровск, Малоярославец, Можайск, Волоколамск и Наро-Фоминск.
В эти тревожные дни, 15 октября 1941 г. ГКО принимает решение об эвакуации из столицы практически всех государственных учреждений, в том числе большинства наркоматов, аппаратов Президиума Верховного Совета СССР, ЦК ВКП(б), Ставки ВГК и Генерального штаба РККА, а также ряда членов и кандидатов в члены Политбюро ЦК — В.М. Молотова, К.Е. Ворошилова, Л.М. Кагановича, М.И. Калинина, А.А. Андреева и Н.А. Вознесенского, которым поручалось создать в Арзамасе и Куйбышеве параллельные органы партийно-государственной власти и управления страной на случай падения Москвы. 19 октября 1941 г. решением ГКО в столице было введено осадное положение и установлен комендантский час.
В последнее время в исторической литературе активно обсуждается вопрос, собирался ли И.В. Сталин сдавать Москву. Большинство историков (А. Самсонов) полагают, что такие планы допускались, но вряд ли серьезно обсуждались высшим руководством страны. Их оппоненты (А. Мерцалов, М. Семеряга) уверены в том, что И.В. Сталин не только допускал сдачу Москвы, но и принял конкретное решение об этом. Однако при этом никаких конкретных фактов и веских доказательств своего «научного открытия» наши доморощенные антисталинисты так и не предъявили. Эти же историки уверены и в том, что острейшая ситуация на фронте в октябре 1941 г. создала благоприятные условия и делала необходимым смещение И.В. Сталина со всех его постов, что, несомненно, благотворно повлияло бы на дальнейший ход и исход всей войны, однако ни в окружении вождя, ни в ЦК ВКП(б) не нашлось принципиальных и компетентных людей. Оставим без комментариев этот очередной пассаж продажных партийных историков и зададимся всего одним риторическим вопросом: если в окружении И.В. Сталина и в ЦК ВКП(б) не нашлось принципиальных и компетентных людей, то кто же тогда мог реально возглавить страну в годы военного лихолетья…
В конце октября 1941 г. противник, достигнув небольших тактических успехов на тульском, волоколамском и наро-фоминском направлениях, неожиданно прекратил наступательные операции и перешел к стратегической обороне по всей линии фронта, которая стабилизировалась по рубежу Осташков — Калинин — Дмитров — Наро-Фоминск — Мценск — Алексин.
Неожиданная остановка германского наступления позволила провести в Москве торжества, посвященные годовщине Великого Октября, которые имели исключительно важное морально-психологическое значение. 6 ноября на станции метро Маяковская прошло торжественное заседание, посвященное этой дате, а 7 ноября на Красной площади состоялся парад войск московского гарнизона и действующей армии, который принимал маршал С.М. Буденный. На этом параде с программной речью выступил И.В. Сталин, который впервые, презрев классовые и идейные предрассудки, обратился к образу «наших великих предков», защитников Отечества, которые должны были вдохновить воинов Красной армии на разгром врага — Александра Невского, Дмитрия Донского, Кузьмы Минина, Дмитрия Пожарского, Александра Суворова и Михаила Кутузова.
В группе армий «Центр» завершилась разработка нового плана наступления на Москву, получившего кодовое название «Московские Канны». Согласно новому плану, разработанному штабом ОКБ (В. Кейтель), войска вермахта должны были создать вокруг советской столицы двойное кольцо окружения: