2 декабря передовые части 1-й Ударной и 20-й армий отразили все атаки противника севернее Москвы в районе Дмитрова и южнее и вынудили его прекратить наступление. 3–5 декабря 1-я Ударная и 20-я армии нанесли несколько сильных контрударов в районе Яхромы и Красной Поляны и начали теснить врага.
Левофланговые дивизии 16-й армии во взаимодействии с 5-й армией отбросили противника из большой излучины реки Москвы северо-восточнее Звенигорода. Ударная группа 33-й армии, разгромив 4–5 декабря вражеские части, восстановила положение на реке Нара.
Тяжёлые условия боевых действий и стремительность развивающегося советского контрнаступления пугали некоторых высших командующих вермахта. Генерал Готхард Хейнрици писал жене 19 декабря 1941 года:
«Вчера, после временами очень тяжелых боев, мы смогли сдержать давившего на нас противника. Хотя это и не меняет общей ситуации, которая всё ещё более чем серьёзна. Теперь даже верховное командование осознало, что на кону стоит судьба всей кампании. До этого никто не слышал наши предостерегающие окрики. И на верхнем, и на нижнем уровнях было написано достаточно рапортов о состоянии и слабости наших войск.
Игнорируя недостаток зимнего обмундирования, неполноценное питание, неудовлетворительное снабжение и недостаточное количество людских сил, верховное командование желало наступать на Москву, а Гудериан на Тулу. Все предосторожности были отринуты. Теперь они заявляют: пожертвуйте собой, чтобы ситуация вновь выправилась».
Приказ Гитлера о приостановке отступления, переданный командованию группы армий 16 декабря, запрещал отход крупных соединений сухопутной армии на больших пространствах. Группе армий ставилась задача, стянув все резервы, ликвидировать прорывы и удерживать линию обороны.