纳粹德军为了“从地球上抹掉列宁格勒”，除了陆路封锁，还进行了系统的炮击和飞机轰炸。规模最大的一次轰炸是9月21日～23日，约有400架轰炸机参加轰炸。敌人轰炸的主要目标是摧毁喀琅施塔得要塞和红旗波罗的海舰队。由于苏军方面作了充分的防范，德军的狂轰滥炸没有达到目的。但还是给苏军造成了极大的困难，陆路和空中后勤供给线完全中断，只剩下唯一的运输线就是被称作“生命之路”的拉多加湖水道。粮食的需求状况更加恶化，9～11月份，居民的面包定量先后降了5次，不少妇女在挖工事时，饿得一头扎在地上再也起不来了；工人在安装机器时，常常晕倒在地，路旁的尸体无法进行安葬。
听到这些情况汇报后，斯大林潸然泪下。他下令动员全国所有可以动员的人力、物力支援列宁格勒。在这种艰难困苦的条件下，朱可夫大将镇定地指挥红军英勇作战，一次又一次地把法西斯强盗打退到了他们的出发地。到9月底时，德军统帅部终于相信，列宁格勒的防御十分坚固，要以现有的兵力摧毁它是办不到的。剩下的办法只有一个，那就是围困列宁格勒城，直到苏军自己丧失战斗力为止。
朱可夫面临的形势更加严峻了。苏联军队不但要坚持严酷漫长的防御战，还要应付空袭、炮轰，并且还要同更严酷的饥饿作斗争。列宁格勒军民的顽强斗争精神是可歌可泣的。他们忍受着难以想像的困难，顽强地坚持战斗，直到1943年3月初，苏军开始全线反攻，歼灭列宁格勒周围的德军部队，才结束了长达3年零1个月的列宁格勒保卫战。
1942年，斯大林与伏罗希洛夫元帅在一起。在德军围困列宁格勒期间，有的时候，市民们每天只靠5片薄薄的黑面包和两杯开水过日子。市民们就是在这种生活条件下为红军制造军火或修筑防御工事抗击纳粹军队的。在列宁格勒，死于饥饿的人比死于德军炮火的人还要多。在被困期间，市民们严重缺乏蛋白质，为了维持生命的最低需要，苏联的科学家们教他们从公园的松针上取得维他命c。著名的作曲家萧斯塔科维奇担任防空哨的任务，他的主要职责是把德军扔下的燃烧弹从房顶丢开。空闲时他就抓紧创作他的献给斗争和胜利的第七交响乐。从那次围困中活过来的每一个列宁格勒市民、后来都获得了刻有“列宁格勒保卫战”字样的纪念章。
列宁格勒保卫战的胜利具有十分重大的意义。它不仅坚定了苏联人民必胜的信心，沉重地打击了德军的气焰，粉碎了德军统帅部制订的作战战略，而且牵制了德军的大量兵力和芬兰的全部军队，对苏联其他方向战场形势的转变起到了重大作用。
1941年9月底，德军虽然大兵压境列宁格勒城下，但久攻不下，使得希特勒及其他的大本营焦虑不安。这时树叶眼看着由绿变黄，几场秋雨之后，天气已经有了寒意，再过一个多月，等纷纷扬扬的雪花一飘，俄罗斯可怕的严冬就要来临了。到那时，德军的作战将变得比现在困难几倍。
希特勒深深懂得，时间对德军极为不利，却有利于苏军，因为苏联可以利用它来克服眼前的巨大困难，随着时间的推移，苏方可以动员大量兵力，制造大量武器，而德军则会逐渐失去优势。想到这些，希特勒对德军北方集团军群的作为更为不满，当德军切断了列宁格勒与外界的所有陆路联系后，希特勒认为列宁格勒方向的大局已定，德军再投入更多的兵力或在列宁格勒方向上花更多的精力都已经无济无事。于是，按照他在“巴巴罗萨”计划中所提出的设想，现在可以把攻打苏联首都莫斯科的计划提到日程上了。
莫斯科阅兵
1941年10月上旬，德军集中了100多万兵力，1，700多辆坦克，19，000门大炮，在强大的空军掩护下，准备对苏联首都实施猛烈的进攻。为了粹碎纳粹军队的疯狂进攻，斯大林调兵遣将，准备了西方、预备队和布良斯克3个方面军的80万人、770辆坦克和9，150门大炮以迎击德军。
这是一场关系到苏联生死存亡的大决战，事关重大，指挥的重任由谁来承担最合适昵？在这紧要关头，斯大林又一次想到了朱可夫大将。
朱可夫大将告别了日丹诺夫等一同战斗过的战友，把列宁格勒方面军的指挥权临时交给了方面军副司令员费久宁斯基将军，自己乘飞机飞回了莫斯科。
斯大林患了流行性感冒，加上日夜操劳疲劳过度，脸色很不好。见到朱可夫大将后，向他轻轻点了点头算是问候致意，然后指着地图说：
“你看，这里的情况很严重。我无法从西方方面军和预备队方面军得到有关真实情况的详细报告。由于不了解敌人进攻的地点和部署以及我军的状况，我们不能作出任何决定。现在请你到西方方面军司令部去一趟，详细弄清那里的情况，并随时给我来电话。我在这里等着你的消息。”
告别前，斯大林又问：
“你认为德国人最近会不会再次进攻列宁格勒？”
“我想不会，敌人损失惨重，又把坦克和摩托化部队从列宁格勒地区调到了中央方向。敌人在列宁格勒地区现有的部队是无力实施一次新的进攻战役的。”朱可夫有把握地回答说。
“那么，你认为希特勒把从列宁格勒地区调出的坦克和摩托化部队用在什么地方？”斯大林进一步问道。
“很明显，用在莫斯科方向。”朱可夫毫不迟疑地回答说。
朱可夫与斯大林的这次会面就这样结束了。情况紧急，朱可夫大将匆匆告别，乘车奔赴西方方面军司令部。为了节省每一分钟时间，朱可夫不顾途中劳累，用手电筒照亮，在颠簸起伏的汽车里研究作战地图，分析敌我双方的位置和行动，思考着作战计划。实在困得睁不开眼睛时，他就跳下车跑一段。
到达西方方面军司令部时，已经是夜晚时分了。值班军官告诉朱可夫大将，全体指挥人员都在司令员那里开会。
司令员的办公室里点着几支蜡烛，光线昏踏。司令员科涅夫以及索科洛夫斯基、布尔加宁、马兰金、伏罗希洛夫、莫洛托夫等人围坐在桌旁正在开会。他们每个人的脸上都透着紧张的神情和疲劳的样子。
从马兰金中将介绍的情况中朱可夫大将了解到，德军已经重新调整了在莫斯科接近地的兵力部署，使其步兵兵力在西方方面军、预备队方面军和布良斯克方面军的战线上超出了苏军。苏军目前面临的最大威胁是敌人有可能向这3个方面军发动集中突击，因为苏军在防御上还有缺口，而且手头又没有现成的预备队来填补。
斯大林格勒保卫战中，时任第62集团军司令员的崔可夫（左二）在前线指挥战斗。10月8日凌晨2点半，朱可夫从西方方面军司令部给斯大林打电话，斯大林当时仍在工作。朱可夫报告说，苏军当前的主要危险是兵力不足。他说：
“现在主要的危险是姆岑斯克防线的掩护兵力薄弱。因而敌人的装甲坦克有可能突然出现在莫斯科附近。应尽快设法从其他方面军抽调部队加强姆岑斯克防线。”
这时，苏军指挥部最为担忧的问题就是部队兵力不足，无法有效地占领姆岑斯克防线。姆岑斯克防线全长136英里，它正面有拉马河、莫斯科河、科洛察河、卢热河和苏霍德烈夫河。这些河流的河岸都很陡峭，对坦克运动构成了一道道天然屏障。在这条防线上，公路和铁路四通八达，部队能够在各个方向上机动地调遣。然而，部队兵力的不足就有可能使这条防线失去它的有利条件。
截止到10月10日时，苏军在这条防线上只部署了4个步兵师、3个后备步兵师、5个机枪营，以及莫斯科炮兵学校、莫斯科军政学校、俄罗斯联邦社会主义共和国最高苏维埃学院的学员。虽然原来预定要部署150个营的兵力来守卫这条防线，但实际上才凑足了45个营，部队的平均密度是每个营要负责守卫4公里宽的正面。
为了加强莫斯科的保卫，最高统帅部将姆岑斯克方面军更名为莫斯科预备方面军，并增加了5个新改编机枪营、10个防坦克炮兵团和5个坦克旅。同一天，斯大林亲自给朱可夫大将打来电话，正式通知他最高统帅部已经任命他为西方方面军司令员。最后，斯大林以鼓励的口气在电话中大声说：“赶快把一切都抓起来干吧！”
朱可夫在电话中表示：“我马上着手执行你的指示，但请求你把更多的预备队调到这里来，因为最近希特勒军队可能增强对莫斯科的突击。”
很快，朱可夫就接到了最高统帅部于1941年10月10日17时发布的命令：
1．西方方面军和预备队方面军合并为西方方面军。
2．任命朱可夫同志为西方方面军司令员。
3．任命科涅夫同志为西方方面军副司令员。
4．任命布尔加宁同志、霍赫洛夫同志和克鲁格洛犬同志为西方方面军军事委员会委员。
5．朱可夫同志于1941年10月11日18时开始指挥西方方面军。
6．撤销预备队方面军指挥机关，用以补充西方方面军和莫斯科战线的预备队。接到命令后报告。
最高统帅部
斯大林
沙波什尼科夫
第2844号
接到最高统帅部的命令后，朱可夫大将立即开始投入了战役的计划和组织工作。
10月11日，姆岑斯克防线的部队并入第5集团军，由列柳申科指挥。随着其他方面军部队的撤退，后撤部队也开始集中在这条防线上。根据最高统帅的指示，莫斯科预备方面军的所有战斗部队和装备、设施，应在10月12日午夜11点以前移交给朱可夫的经过改组了的西方方面军。与此同时，最高统帅部给朱可夫派去了他迫切需要的预备队。
然而，在敌人强大兵力的压力下，苏军西方方面军不得不作出局部的撤退。10月13日朱可夫所部被迫放弃卡卢加。
10月中旬，德军向莫斯科的进军已经完成了三分之二的路程，钳形突击获得了成功。德军中央集团军群发布的指令声称，他们已俘虏了苏军67．3万人，缴获各种口径的火炮3，500门、坦克1，200辆。
10月14日，德军陆军总部发出了新指令，命令德军将莫斯科紧紧包围起来。第2装甲集团军将绕过莫斯科，从南面、东南和东面进行封锁，而第4集团军及第4装甲集团军将在西面、西北和北面进行封锁，并为机动部队随后向莫斯科以北及更远地区的进攻作好准备。
10月15日，已有50多辆德军坦克推进到图尔基诺沃地区，大约100辆坦克推进到洛托施诺地区，100多辆坦克推进到马卡洛沃和卡拉加托沃地区，大约50辆坦克到达博罗夫斯克地区，还有40辆坦克到达鲍罗季诺。
莫斯科面临的危险与日俱增。西方方面军尽管付出了巨大的代价，但迫于敌人强大的攻势，未能守住姆岑斯克防线。德军在西方方面军防御中部地带上的纳罗一佛敏斯克和波多尔斯克方向上完成了纵深突破。第5、第43和第49集团军被迫放弃了姆岑斯克防御地带的主要防线。这样一来，就在莫斯科接近地造成了极其困难的局势。
15日夜晚，外交人民委员莫洛托夫召见了各国外交使团，通知他们立即随同政府一起离开莫斯科，前往古比雪夫。莫斯科城一时处于慌乱之中。最高统帅斯大林决定不随政府迁往古比雪夫，他坚持留在了莫斯科。
10月17日，局势进一步恶化。德军一举解除了合围在布良斯克以北苏军第50集团军的武器。
为了动员莫斯科市民行动起来，打退敌人，也为了制止由于奸细分子的破坏而造成的混乱，10月19日，国防委员会决定在莫斯科及其附近地区实施戒严。
10月20日的报纸上公布了戒严令。命令规定，破坏社会秩序的所有敌人将立即送交军事法庭，所有奸细、间谍或煽动骚乱的其他敌人将予以就地处决。命令还说，在莫斯科以西70～75公里的防线上，保卫首都的任务已经交给朱可夫大将。
这段时间是朱可夫一生中最紧张、最繁忙、也是最难忘的时期。他以忘我的精神全力以赴投入到工作中，以确保苏联首都的安全。
早在中世纪的时候，莫斯科就是一个不小的城堡了。用围墙围起来的克里姆林宫是这座古城堡的中心。克里姆林宫外1英里处有一圈石墙，2英里外又围以土垒。现在，那石墙和土垒早已被两圈环行大道所代替。10条马路干线就像车轮的车条一样从莫斯科向外延伸而去，这些马路被那两圈环行大道联系在一起。另外，还有11条铁路像树枝般地分叉出去，这些铁路也被一条环行铁道连结在一起。在前几个五年计划期间，沿那些大道和马路两旁建起了为防御严寒而特别厚实的混凝土4层楼公寓大厦。为了加宽环行大道，沿路的树木多被移植到了楼房的后院或公园里去了。爱美的人曾经为这种做法而叹息，可是当战争到来时，人们发现，莫斯科的交通可以使坦克和摩托化部队以每小时40英里的速度齐头并进地调遣蓟市内任何地点，并且可以从莫斯科向任何方向驰出，而不致引起交通的阻塞，同时还可以受到4层楼高的混凝土公寓大厦的保护。一个现代化的堡垒必须能够给予它所保护的巨大兵力以机动性，而莫斯科做到了这一点。战争所需要的全部军需品都可以在市内制造，动力厂所依靠的是城背后的褐煤矿层，防空所依赖的飞机场也位于市内和城市的东郊。