１２月１日克鲁格指挥的第４集团军从苏军第５和第３３集团军接合部突破苏军防线，德军坦克和步兵沿着公路滚滚向莫斯科推进。苏军顽强抵抗，再次将从远东和中亚调集来的预备队投入战斗，苏军不断地进行反突击，最后在付出极大伤亡的代价之后，摧毁德军坦克２２０辆，击毙德军士兵４万多人，德军在战役中央的进攻被苏军瓦解，不得已，博克元帅只能命令第４集团军转攻为守，腾出足够多的坦克转移到古德里安的北线战区继续对莫斯科实施进攻。１２月４日，南线德军装甲军团逼近卡西拉附近。
１２月２日，北线德军推进到距离莫斯科只有２０公里远的亚赫罗马、克留科沃和伊斯特拉，德军第１９７步兵师突入希姆基、第１装甲师开进红波利亚纳；这里距离莫斯科仅有２７公里，霍普纳赶紧把这一消息告诉博克，中央集团军群司令员博克元帅当即乘车赶到。一队由“虎王”坦克开路的一支小型车队在一座教堂前停下，教堂已经成为了德国陆军的前线指挥部；一个身材矮小、穿着皮领大衣、脸色有些白里透灰的德国陆军元帅从汽车里下来，这个人就是曾经意气风发的博克元帅。他从副官手里接过望远镜，一边观看、一边喃喃自语：“我终于看到莫斯科了。大教堂、克里姆林宫的尖塔，红星．．．．．．”可是他的军队，这支张磊苦心经营１０多年、装备全世界最好武器的钢铁军团已经到了向莫斯科最后挺进的极限。
罗克索夫斯基及时得到步兵的增援，第二天苏军第１６集团军即开始反攻，在红波利亚纳，漫山遍野的苏军步兵战士高喊保卫祖国的口号，英勇无畏地冲向德军的坦克部队，这个小镇几次易手，激烈残酷地战斗持续了２天，最后德军坦克在苏军步兵的血面前败下阵来，德军被迫从小镇撤退，接着反攻扩大到整个北线战场，在苏军毫不计算伤亡的进攻下，德军终于耗尽元气，丧失了进攻的能力。莫斯科正西，苏军第３３、第５集团军和方面军预备队也紧跟这北线开始反攻，将德军赶至库宾卡、那罗福明斯克以南一线，德军面对苏军不断的反突击，被迫撤回到纳拉河对岸的原始出发阵地。
在西方方面军左翼，南路突击集团曼史坦因元帅的第３装甲集团军在苏军近卫骑兵第１军和第５０集团军的猛烈进攻之下，在卡西拉同苏军浴血战斗，终于因步兵战斗力量消耗殆尽而被迫实施首次撤退－至此，德军在１９４１年年底对莫斯科的最后一次进攻以失败告终。
１９４１年１２月５日，这个日子是莫斯科战役极为关键的一天；德军中央集团军群下辖的５０个师已全部失去进攻能力，被迫全线转至加里宁、克留科沃和图拉直至叶列茨宽大的正面上进行防御。当天傍晚，古德里安、曼史坦因、克鲁格、曼托菲尔、肯普夫等德军高级将帅对博克汇报：他们的军队已无力进攻、而且在苏军压倒性的军队面前，他们也没有足够的力量进行防守，集团军群必须撤退。博克转而打电话告诉总参谋长哈尔德大将，他和他的军团已到山穷水尽的地步；哈尔德把电话内容告诉各主要同僚（唯有张磊还被蒙在鼓里）第三帝国最高统帅部、总参谋部悲惨地渡过了这天。
第二天，也就是１２月６日，在德国自１９３８年开始的战争中、这支无比自傲的装甲军团第一次被用于防守阵地战中；苏军以３个方面军、１８个集团军计５９个师和５０个旅的兵力在沿加里宁至叶列茨１０００公里长的正面上以排山倒海之势对德军薄弱的防线进行反攻。其中苏军投入坦克兵力有第５８装甲师、第１１２装甲师、以及独立的１７个装甲旅、１０个装甲营一８００辆坦克。朱可夫指挥的西方方面军得到２个集团军和１１个师又５个旅的援兵，在其他兄弟部队的援助下也对德军开始了全线反攻，一举夺得莫斯科战役的主动权。
对于德军而言，莫斯科战役进行至今已变成没有希望的抵抗战。哈尔德综合了博克、古德里安、曼史坦因、克鲁格、曼托菲尔、肯普夫等将军元帅的意见，于１２月７日凌晨紧急面见张磊；这个总参谋长第一次在张磊面前结结巴巴地报告莫斯科附近的形势以后，建议停止进攻，转入防御。张磊一声不吭，走到巨幅的苏联地图前，用手指指着辽阔的西伯利亚，对着哈尔德大将，用几近冰冷的话语说：“这里、这里现在肯定没有一支完好的苏军部队，现在苏联所有能集中的士兵都在莫斯科．．．．．”
哈尔德不明白张磊为什么会想到西伯利亚，只是一头雾水地听他继续说下去：“假使我们在远东的准盟友日本没有和苏联签定《互不侵犯条约》、假使日本愿意进行北进、假使日本即便只是在苏蒙边境上做做样子，斯大林绝对不敢把远东的军队就这样集结到莫斯科城下、他担不起这个风险，而我们就能得到莫斯科之战的胜利－而现在，说什么也晚了。”此刻在张磊的脑海里，充满了对未来的失望和对日本的愤怒，还有一天，珍珠港就会冒出冲天的黑雾；到那时，美国就会毫无顾虑地加入战争，届时愤怒的美国人民会全力开动庞大的美国生产工厂就会源源不断地生产出飞机、坦克、火炮、吉普车、单兵武器、护航舰只；他会用绝对的数量优势压垮德国、压垮意大利、以及压垮东面那个在小岛上只会白日做梦的倭寇。
最后张磊还是签署第３８号指令，东线德军转入防御－莫斯科战役中的中央集团军群可放弃部分脆弱阵地、缩短防线、保存实力，尽一切可能减少军队的损耗。同时张磊在地图上、在距离莫斯科大约１００公里至２００公里的地方上用红色铅笔画出一条“绝对防线”，这也意味着德军至多只能后退到这条在地图中用笔画出的防线上，向后绝对不能再撤退一步。张磊用眼睛死死地盯住哈尔德，一字一顿地说：“必要时，德军士兵必须要用指甲在地上挖战壕！”
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