В 19 часов 6 декабря командир 330-й стрелковой дивизии полковник Г.Д. Соколов решил (доложив командующему армией), не дожидаясь подхода 328-й стрелковой дивизии, внезапным ударом в ночь на 7 декабря штурмом овладеть городом Михайлов. По его решению 1113-й стрелковый полк, усиленный группой танков и одним артиллерийским дивизионом, получил задачу наступать на Михайлов с востока; 1111-й стрелковый полк, также усиленный танками и артиллерийским дивизионом, должен наступать на город с севера; 1109-й стрелковый полк с частями усиления наносил удар с северо-запада с целью отрезать противнику пути отхода на юго-запад. В 20 часов 6 декабря 1111-й и 1113-й полки, имея впереди разведку и группы саперов, разминировавших проходы в минных полях, незаметно для противника сосредоточились в 4 км от Михайлова. Ночью была произведена рекогносцировка, уточнены маршруты движения частей, назначены сигналы взаимодействия. Артиллерия и минометы были установлены на заранее подготовленных позициях.

В 24 часа 6 декабря артиллерия внезапно открыла огонь по врагу, после артиллерийской подготовки пехота стремительно перешла в атаку. Деморализованное охранение противника начало отходить к городу, что позволило советским частям быстро подойти к его окраинам. Для обнаружения их гитлеровцы подожгли на северной окраине города крайние дома, а на восточной зажигательными снарядами противотанковых орудий – скирды соломы. Подразделения 1111-го стрелкового полка, наступавшие под огнем, вынуждены были преодолевать пространство ползком. Артиллерия, находясь в боевых порядках пехоты, прямой наводкой уничтожала огневые точки противника. Уже к 2 часам 7 декабря части дивизии ворвались на окраины города, поэтому противник не мог открыть по ним артиллерийский огонь, так как опасался обстрелять свои войска. В рядах врага началась паника. Это облегчило разгром гарнизона Михайлова. Разбитые остатки противника бежали на юго-запад.

К 7 часам утра 7 декабря город Михайлов был полностью занят частями 330-й стрелковой дивизии. В 8 часов 7 декабря к южной окраине города подошел 1105-й стрелковый полк 328-й стрелковой дивизии. Противник оставил на поле боя только убитыми до 250 солдат и офицеров. Дивизия захватила 550 автомашин, свыше 30 орудий и много другого военного имущества. Достижение внезапности удара по противнику и умелые действия войск ночью решили успех этого боя. Следует отметить разумную инициативу командира 330-й дивизии, который вместо вспомогательной задачи (содействия 328-й дивизии в овладении Михайловым) выполнил основную – освободил город.

В то же время южнее Дмитрова и северо-западнее Москвы советские войска также отбросили ослабленного противника и к 11 декабря выдвинулись к рубежу Истры. В результате этого вражеское командование вынуждено было отвести главные силы 3-й танковой группы на рубеж Клин, Солнечногорск, Истринское водохранилище, Истра. На этом рубеже вражеское командование, пытаясь сохранить за собой железную дорогу Москва – Ленинград, решило остановить продвижение советских войск.

Однако, преодолевая сопротивление врага, войска 30-й армии (командующий генерал-майор Д.Д. Лелюшенко) 14 декабря вплотную подошли к окраинам Клина с севера и северо-востока, а войска 1-й ударной армии (командующий генерал-лейтенант В.И. Кузнецов), освободив 8 декабря Яхрому, к 14 декабря вышли в район юго-западнее Клина. Таким образом, группировка немецко-фашистских войск в районе Клина оказалась в очень тяжелом положении. Остро встал вопрос об обороне Клина.

Но на поверку этот город, практически полностью состоявший из деревянных и глинобитных зданий, не мог стать крупным узлом обороны на пути наступления советских войск. Тем не менее, они попытались организовать оборону города, основываясь на имевшихся каменных зданиях и укрепив его окраины.