Чтобы предотвратить прорыв германских войск в тыл Киевского укрепрайона, приказом Ставки 16 августа был образован Брянский фронт под командованием генерала А. Еременко. Последний пообещал Сталину, что обязательно разгромит «подлеца Гудериана», командующего 2-й танковой группой, не даст тому продвинуться на юго-восток в тыл Юго-Западного фронта.

Однако Еременко своего обещания не выполнил. Несмотря на все усилия, его войска не смогли сдержать начавшееся в середине сентября крупное немецкое наступление. 16 сентября двигавшиеся навстречу друг другу соединения групп армий «Центр» и «Юг» замкнули кольцо вокруг Киева. 5, 26, 37-я и частично войска 38-й и 21-й армий Юго-Западного фронта оказались в окружении. По немецким источникам, в районе Киева в плен попали около 600 тыс. советских солдат. По отечественным данным, весь Юго-Западный фронт потерял с начала войны до 26 сентября 531 тыс. человек.

Потеря такого количества войск была катастрофой. Положение не спас и прибывший на юг с западного направления новый командующий Юго-Западным фронтом – маршал Тимошенко. Он уже не мог как-то повлиять на ситуацию. В брешь, образовавшуюся на Украине, срочно перебрасывались войска, предназначенные для действий на других участках советско-германского фронта. В то же время новым командующим Западным фронтом стал генерал И. Конев.

Каких-то особых задач на оборону московского направления Западному фронту не ставилось вплоть до середины сентября. Более того, на некоторых участках наступательные действия советских войск продолжались вплоть до конца этого месяца. Коневу выделялись солидные резервы. За его спиной, на отдалении 35–40 км строилась оборона Резервного фронта (после того как Жуков прибыл в начале сентября в Ленинград и возглавил оборону Северной столицы государства, новым командующим Резервным фронтом стал С. Буденный). Однако данных о замысле и направлении ударов германских войск в новом наступлении, теперь уже непосредственно на Москву, советскому командованию получить так и не удалось. Генерал Конев предполагал, что немцы попытаются ударить по кратчайшему пути – вдоль смоленской дороги. Поэтому именно там строились основные укрепления. Вероятность того, что противник прорвется севернее и южнее смоленской дороги, будет стремиться окружить основные силы Западного и Резервного фронтов, долгое время не рассматривалась. Лишь 1 октября Конев доложил Сталину о появлении немецких частей на флангах Западного фронта. Но было уже слишком поздно. Еще 30 сентября в наступление на брянском направлении, против сил генерала Еременко, перешли соединения Гудериана. 2 октября гигантский шквал огня обрушился уже непосредственно на войска Западного и Резервного фронтов.

Основные силы группы армий «Центр» были брошены против левого крыла Брянского фронта и флангов Западного и Резервного фронтов, оборонявших московское направление. Войска фон Бока, общая численность которых достигла к 1 октября более 1900 тыс. человек и имевшие 14 тыс. орудий, 1390 самолетов, 1700 танков, значительно превосходили противостоящие советские силы, насчитывавшие всего 1250 тыс. человек, 7,6 тыс. орудий, 990 танков, 667 самолетов. В полосе группы армий «Центр» находились целые три танковые группы, включая переброшенное незадолго до этого из-под Ленинграда объединение генерала Э. Гепнера. На решающих участках прорыва германское превосходство над советскими войсками достигало соотношения 4:1 в личном составе и вооружении. План немецкого наступления, получивший кодовое название «Тайфун», был утвержден еще 16 сентября и предусматривал двойной охват советских сил в районе Вязьмы и Брянска. Уничтожение Брянского, Западного и Резервного фронтов должно было расчистить дорогу немецким моторизованным соединениям и открыть им прямой путь на Москву.