По решению командующего Западным фронтом генерала И. С. Конева, принятому около 6 часов утра 6 октября, первыми должны были начать отход войска 19-й и 20-й армий, остальные – спустя сутки. Однако К. К. Рокоссовскому не пришлось руководить отходом своих войск. 5 октября он получил приказ генерала Конева немедленно передать занимаемую полосу обороны с войсками командующему 20-й армией, а самому вместе со штабом 16-й армии форсированным маршем не позднее утра 6 октября прибыть в Вязьму. Здесь в состав армии намечалось включить 50, 73, 112, 38, 229-ю стрелковые дивизии, 147-ю танковую бригаду, дивизион PC, полк противотанковой обороны и артиллерийский полк РГК. Армии предписывалось «задержать наступление противника на Вязьму, наступающего с юга из района Спас-Деменск, и не пропустить его севернее рубежа Путьково, Крутые, Дрожжино, имея в виду создание группировки и дальнейший переход в наступление в направлении Юхнов»[80].

В установленный срок Рокоссовский и штаб 16-й армии прибыли на командный пункт, размещенный километрах в десяти к востоку от Вязьмы, в лесу, неподалеку от минской магистрали. Из указанных в приказе генерала Конева соединений 38-я стрелковая дивизия оборонялась в первом эшелоне 16-й армии. В трех других стрелковых дивизиях по одному полку также находилось в непосредственном соприкосновении с противником. 50-я стрелковая дивизия (без 2-го стрелкового полка) выводилась в резерв 19-й армии в район Тиханова, Холмянка, Некрасово. 147-й танковый полк 147-й танковой бригады вел боевые действия в районе Булычево, а прибытие остальных полков бригады в этот район ожидалось только к 12 часам дня 6 октября.

К. К. Рокоссовский обо всем этом не имел сведений. Поэтому он решил выехать к Вязьме, где едва не попал под огонь вражеских танков, прорвавшихся в город. Чудом Рокоссовский и все, кто находился с ним, сумели выскочить из Вязьмы. Около полуночи 7 октября он доложил в штаб Западного фронта о том, что к 6 часам утра 6 октября прибыл в район Вязьмы, где не оказалось никаких войск, включенных в состав 16-й армии. Поэтому он не был в состоянии организовать сопротивление на рубеже р. Вязьма. Рокоссовский просил срочно перебросить в район штаба армии один стрелковый полк. Но помощь генералу Рокоссовскому не пришла.

Утром 7 октября 10-я танковая дивизия 4-й танковой группы соединилась в Вязьме с частями 3-й танковой группы. К этому району подошла и 2-я танковая армия[81]. По сведениям почти 20-летней давности, в Вяземский котел попали управления 19-й и 20-й армий Западного фронта, 24-й и 32-й армий Резервного фронта, 37 дивизий (в том числе одна дивизия под Калугой), 9 танковых бригад, 31 артиллерийский полк РГК. Вне общих котлов было окружено 5 дивизий и 4 артиллерийских полка РГК. Советские войска потеряли около 6 тыс. орудий и минометов, более 830 танков[82]. В сообщении Верховного Главного Командования Вермахта от 18 октября 1941 г. говорилось о разгроме группы маршала Тимошенко «в составе 8 армий, 67 стрелковых, 6 кавалерийских и 7 танковых дивизий и 6 танковых бригад. Во время боев взято в плен 648 196 человек, захвачено и уничтожено 1197 танков, 5229 орудий различного типа, а также огромное количество военного имущества». По данным командующего группой армий «Центр» генерал-фельдмаршала Ф. фон Бока, в сражениях за Брянск и Вязьму в плен попали 673 098 человек, захвачено 1277 танков, 4378 артиллерийских орудий, 1009 зенитных и противотанковых орудий, 87 самолетов[83].

После окружения противником крупных сил Западного и Резервного фронтов под Вязьмой создалась крайне опасная обстановка на московском направлении – пути к Москве с запада оказались открытыми. Требовалось в кратчайший срок восстановить фронт обороны и создать новую группировку войск. Главным рубежом сопротивления Ставка ВГК определила Можайскую линию обороны и 6 октября отдала директиву о приведении ее в полную боевую готовность. К 10 октября на этой линии были развернуты 4 стрелковые дивизии, 6 военных училищ, 3 запасных стрелковых полка, 5 пулеметных батальонов, 7 танковых бригад, 10 артиллерийских полков и другие части. При этом фланги и стыки укрепленных районов оставались без прикрытия. Не удалось создать и оперативных резервов.