Одновременно были атакованы порядки Резервного фронта на участке, прилегающем к Варшавскому шоссе. 4‑я танковая группа при поддержке пехотных частей 4‑й полевой армии, прорвав оборону войск маршала Будённого, вышла на шоссе. Часть сил ринулась к Юхнову, а часть начала загибать основание клина в сторону Спас — Деменска, охватывая Вязьму и всю группировку находившихся здесь войск с юга и юго–востока. Возникла реальная угроза окружения основных сил Западного и Резервного фронтов. Немецкий историк Пауль Карель в одной из своих книг, посвящённых походу Гитлера на Москву, об этом наступлении не без восхищения сказал: «Это был, наверное, самый выверенный план за всё время войны, и всё в нём работало как часы».
С атакованных участков командармы сообщали о прорыве и попытках латания брешей резервами и усиленным огнём артиллерии. С каждым часом положение становилось всё хуже.
19‑я армия. Лукин сообщает о том, что обозначился прорыв на его правом фланге, на стыке с 30‑й армией. Принял меры по воспрещению охвата своего правого крыла, оказавшегося оголённым. Перебрасывает резервные части и артиллерию со слабо атакованных участков. «Связи с 30‑й армией не имею».
30‑я армия. Хоменко докладывает: противник силою до двух пехотных полков при поддержке большого количества танков и до 120 самолётов прорвал оборону 162‑й и 242‑й стрелковых дивизий. Полки дерутся изолированно. Противник наносит бомбовые удары по городу Белый и железнодорожной станции Канютино. «Прошу помочь авиацией фронта».
В 18.00 три группы пикирующих бомбардировщиков по 14–16 машин нанесли удар по командному пункту Конева в Касне. В налёте также участвовали бомбардировщики Ю-88, ими было сброшено несколько тяжёлых бомб весом 1 000 кг. Одной из таких бомб разнесло в щепки здание, в котором располагались оперативный отдел управления ВВС фронта и шифровальное отделение. Десятки убитых и раненых. Среди погибших 20 офицеров штаба, из них три полковника.
3 октября по приказу Конева Лукин и Ершаков (20‑я армия) контратаковали частью своих сил на Сафоново и Красный Холм.
16‑я армия. Рокоссовский докладывает о том, что его дивизии продолжают удерживать район Минского шоссе. Противник контратакован и отброшен на исходные. «Перед фронтом армии противник имел свыше двух пд в первом и до восьми пд и двух тд во втором эшелонах».
Рокоссовский твердил об этих танковых и пехотных дивизиях второго эшелона из сводки в сводку, и это сбивало с толку штаб. Главный же удар противник развивал севернее автострады, в районе Холм — Жирковского. На фронте 16‑й армии немцы лишь демонстрировали наступление, сковывая силы с расчетом, что противник не осмелится ослабить этот участок и перебросить силы в район прорыва. В своих мемуарах маршал Рокоссовский довольно сдержанно рассказывает об этих боях. Основное место в воспоминаниях о вяземской истории занимают описания того, как управление 16‑й армии, получив приказ Конева, плутало по окрестностям Вязьмы, потом едва не попало под огонь немецких танков в самой Вязьме, а потом с боями пробивалось к Можайску.
Сведения, поступавшие от командармов, складывались в довольно противоречивую картину. Наметился явный прорыв в направлении на Белый и станцию Канютино. Но одновременно Рокоссовский настаивает на том, что вдоль Минского шоссе противник накопил во втором эшелоне огромное количество войск, и их состав и конфигурация построения свидетельствуют в пользу того, что это и есть главная ударная группировка.
Противоречивость сведений, неясность ситуации, а также, возможно, нерешительность комфронта способствовали тому, что вскоре поправлять положение оказалось почти невозможным.
Фронтовые резервы по–прежнему находились в районах сосредоточения близ Вязьмы.
Утром 3 октября в 5.00 в штабы 19‑й и 30‑й армий ушёл приказ, согласно которому объединённая группировка этих двух армий, стык которых проломило бронированное копьё «Тайфуна», должна была произвести частичную перегруппировку и контратаковать прорвавшегося противника. Основная роль в намечавшемся контрударе возлагалась на фронтовой резерв, сведённый в объединённую группировку. Командование этой группировкой Конев возложил на своего заместителя генерал–лейтенанта И. В. Болдина.
Ударная группа состояла из одной стрелковой, одной кавалерийской и одной мотострелковой дивизии (69 танков), а также трёх танковых бригад, в которых насчитывалось 172 танка. Удар оперативной группы генерала Болдина должны были поддерживать войска 30‑й армии.
Из донесений генерала Болдина, сохранившихся в архиве Министерства обороны РФ, видно, что наше командование, к сожалению, даже к исходу 3 октября не имело представления, насколько серьёзная угроза нависла над войсками и судьбой фронта. Болдин доносил в штаб фронта о «танковых группах силами 15 и 40 танков», прорвавших оборону 30‑й армии и вышедших в район севернее Вязьмы. Реальность была в стократ (в буквальном смысле этого слова и этого числа) страшнее.