德军闪击得手后，开始向基辅、斯摩棱斯克和列宁格勒3个方向发展全面进攻。德军统帅部一派乐观气氛，德军陆军总参谋长哈尔德大将兴致勃勃地对自己的部属说：“歼灭西德维纳河与第聂伯河前方苏军主力的任务已经完成，苏军的164个步兵兵团，已经有89个被我们歼灭了，只有46个还有一定的战斗力，18个部署在芬兰等次要的战场上，有11个虽然情况不明，但不会对我军构成多大威胁，我们可以保守地说，14天内我们就能取得决定性的胜利。”
希特勒也按捺不住自己兴奋的心情，他断言：“苏联已失去了这场战争。”
为此，希特勒命令，中央集团军群应强渡第聂伯河与西德维纳河，向斯摩梭斯克方向实施钳形攻击，并占领该市；南方集团军群应兵分3路：一部围歼文尼察以西的苏军，一部向东南方向进攻，阻止苏军后撤，一部向基辅挺进；北方集团军群则继续向列宁格勒进攻。博克的部队在完成战役的第一阶段战斗后，博克就指挥自己的部队马不停蹄地向前攻击。博克命令：集中兵力向斯摩棱斯克方向实施主要突击，围歼苏军斯摩棱斯克集团，并夺取奥尔沙、维捷布斯克、斯摩棱斯克三角地带。
斯摩棱斯克是俄罗斯的西部重镇，战略地位十分重要。距莫斯科仅400公里，素有“莫斯科门户”之称，是历代兵家必争之地。1812年，拿破仑率领法军入侵俄国，就是经由这座古城进入莫斯科的。德军将领们企盼着能重温拿破仑的旧梦。
苏军虽然拼死抵抗，但是立足未稳的苏军又没有完备的防御体系，无法抗拒德军强大装甲部队的进攻，在德军接连不断的钳形攻势和不断的分割、包围下，被各个击破，德军于7月16日占领了斯摩梭斯克，通往莫斯科的门户被打开了。西南方向的形势也不妙。斯大林认为，西南方向是德军进攻的主要方向，他把苏军大部分兵力部署在乌克兰，设立了两个方面军：南方方面军、西南方面军。其数量超过巴甫洛夫的西方面军和西北方面军两个方面军的总和。西南方面军由基尔波诺斯指挥，编成内有第5、第6、第26和第12四个集团军，南方方面军由秋列涅夫指挥，编有第18、第9两个集团军。
尽管苏军在乌克兰地区部署了重兵，但是在德军的突然打击之下，苏军猝不及防，未能抵挡住德军的进攻。到9月初，苏军已经被迫退守乌克兰首都基辅。克莱斯特和古德里安指挥的两支装甲大军如两根利箭在基辅南北两侧齐头并进，进至第聂伯河后转头相向推进，准备将基辅兜进德军的大包围圈。
朱可夫认为，德军气势凶猛，最好趁德军尚未合围之机，主动撤出基辅，以保留实力。
斯大林的心情真是糟透了，战争局势很不好，自己的家人也陷入了德军的魔掌。据日丹诺夫报告，他的长子雅科夫，也就是苏军第14装甲坦克师第14榴弹炮团的连长，不幸被德军俘虏。
斯大林对自己的儿子的被俘有些不安。雅科夫万一挺不住，被摧垮了，按德国人的意志在广播和传单里乱说一气，这不仅将对自己的声誉有极大的损害，而且会对正拼死抗战的苏联军民的士气以很大的打击。在此前一天莫洛托夫曾告诉他，说瑞典红十字会主席通过瑞典使馆带来口信：问是否要委托他或其他什么人采取行动解救他的儿子。斯大林内心非常矛盾。
此刻，见朱可夫说要放弃基辅，就很不耐烦地拒绝了朱可夫的建议。他厉声打断朱可夫的话说：“要放弃基辅？要将部队撤出基辅？撤退，撤退！我们丢掉了拉脱维亚、立陶宛全部，白俄罗斯一部，以及乌克兰、摩尔达维亚的一部分，俄罗斯的西部也丢掉了，我们还要撤退，我们要撤到什么时候？现在德军已成了强弩之末，为什么我们不能再坚持一下子呢？再说，我们的人民在注视着我们，美国人、英国人乃至世界人民也在关注我们。美国政府、政府对我们充满了疑虚，他们不相信我们会把战线稳在列宁格勒、斯摩棱斯克、基辅以西，我们必须做到这一点，这样，我们才能获得我们最需要的武器和物质援助。如果我们把基辅了，谁还相信我们，谁不肯帮助我们！”
斯大林一想到基辅的局势，就想起西南方向总指挥的布琼尼。布琼尼是久经考验的老元帅了，他恐怕是当前苏联最有经验的军事家了，他怎么也与朱可夫一样主张放弃基辅了？不管怎么样，基辅是不能丢的。
最后，斯大林下令，不许后退，不许炸毁桥梁，一定要守住基辅。而且他要求基尔波诺斯要实施更加积极的战术，对敌发起反攻。这样，苏军西南方面军错过了避开合围和保存实力的最后时机。
9月15日，德军完成了对苏军西南方面军第21、第5、第37和第26集团军的合围。
9月17日晨5时，方面军军事委员会再次向斯大林请求撤离，斯大林仍旧不许突围。
情况已经十分紧急，9月17日黄昏前，军事委员会不顾斯大林的反对，决定让苏军突围，但为时已晚。方面军司令部也与各集团军失去了联系，被德军分割、包围的苏军各自为战，虽然英勇奋战，但仍未能挡住德军的猛烈进攻。19日，苏军被迫放弃基辅。20日，苏军西南方面军司令员基尔波诺斯上将、军事委员会委员和参谋长等高级将领在突围中阵亡。有66万多人被俘，800余辆坦克和3000余门火炮被德军击毁或被缴获。
在北路，德军已经突破了苏军在拉脱维亚-俄罗斯边界的防线，占领了列宁格勒的西南门户普斯科夫，与位于拉多加湖西北的芬军主力遥相呼应，列宁格勒已经处在德芬军队的南北夹击之中。列宁格勒好像已成为德军的囊中之物。
气急败坏的斯大林给负责西北方向防御的伏罗希洛夫打电话。
“伏罗希洛夫吗？普斯科夫怎么又丢了？你们打算撤到哪里？撤到北冰洋上去吗？”
伏罗希洛失手里紧紧握着话筒，头上冒出一层细细的汗珠。他轻声表示决心说：“普斯科夫我们丢了，但请放心，我们一定想办法重新夺回来。”
但是，自己用什么去阻止德军的凶猛进攻呢？改组后的列宁格勒军事领帅机构虽然围绕列宁格勒筑了3道防线，但因兵力不足，各条防线兵力薄弱，其中最外面的以卢加城为中心的，南起伊尔门湖西岸西姆斯克，沿卢加河一字摆开，至卢加河出海口金吉谢普，全长300公里的卢加防线，只有4个正规步兵师、3个民兵师和一些军校学员在防守，单靠这些兵力是无法阻止德军的进攻的。
想到这，他犹疑了一下，向斯大林请求说：“斯大林同志，我清楚我的职责，我会不遗余力地去完成党和人民对我的嘱托。但是，我们这里兵力薄弱，能不能再给我调几个师来。”
斯大林颇为不快地说：“现在到处都向我求救兵，我到哪里去找这些救兵？现在我连一个营也派不出，你自己去想办法吧。”
伏罗希洛夫碰了钉子，他了解斯大林的脾气，只要他拒绝了的事，你再怎么哀求也没有用，相反还会引起他的反感，只有自己想办法了。
德军北方集团军群的主要方向应该在列宁格勒西南和南部，北部只是次要方向，而且担任北部进攻的是芬军，战斗力相对比较弱。伏罗希洛夫决定：从北方面军调出6个师又一个旅，参加卢加河一线的防御，同时动员列宁格勒人民行动起来，加固卢加防线。
苏联军民在卢加防线上拼死抵抗，使莱布的北方集团军在卢加防线前裹足不前。
在莱布的司令部里，有人建议印发请帖给各兵团和部队的司令官，邀请他们参加预定在“阿斯托里亚”旅馆举行的庆功宴，使进攻的部队以为，德军的胜利已经指日可待。莱布希望，这份请帖变成一个号召、一种奖品、一笔预支或一种提示。在各个集团军里纷纷传说，这份请帖是按照元首本人的指示印发的。
但这一切都是白费心机，莱布的部队虽然一再企图突破卢加防线，但始终没有成功。
呆在“狼穴”的希特勒再也呆不住了，他决定亲自到莱布的司令部走一趟，上前线督战。
7月20日夜，希特勒的专车从“狼穴”出发，开向莱布的司令部所在地普斯科夫。
一路上，希特勒没有心思观赏外面的风景，只是一门心思看着一张北方集团军群的作战地图，目不转睛地注视着地图上一个标着列宁格勒字样的粗大黑点。
“为什么？为什么莱布在军事上背运呢？在头两个星期，战争不是都按照自己的预定计划发展的吗？现在为什么会突然出乱子呢？这个在法国战役中赫赫有名的将军为什么在苏联老百姓匆忙凑合起来的防线面前却踏步不前呢？”
老莱布身材瘦长，动作有些迟缓。他不但在军事上积有丰富的经验，而且处世圆滑。他认真研究过希特勒的性格。他知道，无论哪一个高级将领，如果引起元首怀疑，认为谁没有能力去完成自己交代的任务，他就会立即被元首赶下台。
莱布见希特勒不辞辛苦来前线，他知道这既是自己的荣耀，又是对自己的最大的不信任，自己必须小心翼翼伺候他，要不然自己的宝位就不稳了。
第二天早上9点左右，莱布带着三位将军急匆匆来到希特勒的专列上。
希特勒见莱布来了，只是冷淡地向这个已经有点老态的65岁的元帅伸了下手，并向元帅的随行人员微微颔首招呼了一下，他没有请任何人坐下。
老莱布简单介绍了一下战况，然后想向元首解释自己的部队为什么直到现在还没有突破苏军的防线。希特勒冷冷地看了一眼莱布，不耐烦地说：
“我不想听你介绍糟糕的战局，更不想听你解释！我给你两个集团军、一个航空队，给你占领布尔什维克第二首都的机会和光荣，但是你却在一条临时组织的防线面前停止了自己的步伐，这简直是给你自己丢脸，你太让我失望了！”
希特勒越说越气，他嘴唇发青，吐沫四溅。略略停了一下，稍稍缓了一口气，然后冲着低眉垂首的莱布说了句：“我们看地图去吧。”莱布听到这句话，略微松了一口气，赶紧走到地图前。希特勒开始喋喋不休说道：
“你应该停止对卢加防线的正面攻击，在防线的西翼集中力量猛攻，就是在这里，诺夫哥罗德，和这里，金吉谢普。要猛攻，不要给敌人以任何喘息之机。”
“彼得堡一定要在最近几天内拿下来，只有如此，俄国在芬兰湾的舰队才会丧失作用。如果俄国的潜水艇失去了在芬兰湾和在波罗的海上的基地，那么它们就得不到燃料，它们就片刻也支持不住了。此外，瑞典的铁矿石才能源源不断地供应我们。如果兵力不够，你可以把中央集团军群的第3装甲集群调过来。”
莱布犹疑地问了一句：“元首，你是说，德军下一步的行动重点不是放在莫斯科？而是放在北路，也就是彼得堡吗？哈尔德的参谋部不是一直鼓吹应将进攻的重点放在中路吗，在他们看来，只要占领苏联首都莫斯科，战争也就宣布结束。”
“莫斯科的确很重要，但是，现在在我看来，他只不过是一个地理概念而已，占领和毁灭莫斯科应该是大戏的尾声，在此之前，应先在南方和北方取得决定性的胜利。特别是彼得堡，这个一直令我魂牵梦绕的城市，自然是应先占领，而且要彻底毁灭它，占领和毁灭这个城市，不仅可以取得巨大的战略利益，让德国严严钉死俄国彼得大帝打开的‘欧洲之窗’，把波罗的海变成德国的内海，而且通过占领布尔什维克主义的摇篮，还能瓦解敌人的反抗意志，摧毁他们的士气。你必须尽一切力量、不惜一切代价占领它。”
“至于对彼得堡的善后处理问题，我们一定要残暴，要让每一个俄国人吓得发抖！我们要把旧世界毫无意义的法律、旧世界的犹太-基督教的传统踏在脚下。我们不需要俄国，既不需要敌对的俄国，也不需要友好的俄国，我们只需要一片东方的土地。所以我们决不能接受不论是彼得堡，还是莫斯科的投降。你们必须使它们化为乌有，化为灰尘，让他们在地球上消失。”
莱布从希特勒那里回来，内心充满了矛盾。一方面他又多了一个战斗力极强的坦克集群，这为他更自由地运用军力提供了一定的余地；另一方面他感到压力也更大了，这就像赌博一样，赌注越大，一旦输了，付出的代价也越大。莱布明白，如果自己不能如期完成元首给他下达的任务，他的乌纱帽就保不住了，可能连命也难保。
在以后的3个星期里，莱布出动29个师的兵力，1200架飞机，近1500辆坦克，1200门火炮，对卢加防线发动了一次又一次猛攻。炮弹将卢加河畔的土翻了个个儿，苏军顽强抗击。但是德军凭借优势兵力发动了一轮又一轮攻击。到8月8日，德军终于在金吉谢普附近撕开了一个缺口；4天后又在中路突破了苏军阵地。德军以每天2公里的速度向前推进。尽管推进的速度与战争初期相比大大减慢了，而且德军每向前推进一步，都要付出巨大的代价，但是德军的进展仍旧给列宁格勒带来了极大的威胁。9月8日，德军占领了施吕瑟尔堡，切断了列宁格勒与外界联系的最后一条陆路交通线，已将列宁格勒三面包围，只有拉多加湖一边有一条通道可以与苏联其他地区相连。包围圈也变得很小，德军的大炮已经可以直接攻击列宁格勒市区了。在莱布看来，列宁格勒已经垂手可得。
德军的大炮和飞机开始对列宁格勒城区狂轰滥炸，列宁格勒的处境已十分艰难。
斯大林对列宁格勒的局势十分担忧。德军集中兵力进攻列宁格勒，很显然是想在短期内夺取列宁格勒，迅速与芬军会师，然后挥师莫斯科，从东北方向实施迂回，如果不能及时采取反措施，德军就会占据战役战略的主动权。
斯大林指示正在前线指挥作战的朱可夫立即赶回莫斯科，接受新的任命。
9月9日晚，朱可夫风尘仆仆地赶到斯大林的住处。莫洛托夫和其他政治局委员都在座。斯大林正全神贯注地看着列宁格勒形势图。人们都默不作声地坐着。他见朱可夫进来，离开地图，对朱可夫说：
“我们多次研究了列宁格勒的局势，一致认为那里的形势很严峻。我们同列宁格勒的陆上联系已经被切断。军队和居民的处境都很困难。现在芬军正从北面进攻卡累利阿地峡，得到坦克第4集群加强的德军北方集团军群正从南面向列宁格勒进攻。听说伏罗希洛夫对列宁格勒的未来已经不抱希望了，他甚至跑到前线去，希望被德国人打死。看来指望现在的方面军领导已经无力阻止德军的进攻，希望你能到那里去，接替伏罗希洛夫指挥方面军和波罗的海舰队。”
朱可夫表示坚决服从。不过，他提了一个条件，要求带三位将军去，替换在列宁格勒连续作战多日、已经极度疲劳的伏罗希洛夫等将军。斯大林很爽快地答应了。朱可夫说：我就带霍津中将、费久宁斯基少将和科科佩夫少将去吧。
9月9日，朱可夫一行4人乘专机飞抵列宁格勒。他们一下飞机就直奔方面军司令部所在地冬宫。他们到时方面军军事委员会正在召开会议，讨论一旦扼守不住列宁格勒，应采取什么措施。朱可夫对此立即提出了不同的意见。他说，我们必须坚决保卫列宁格勒，直到最后一人。
随后，朱可夫对方面军进行了改组，费久宁斯基被认命为副司令员，霍津为参谋长，并当场宣布撤换第42、第8集团军司令员的职务。
伏罗希洛夫默默离开会议室，一路上他想，我是不是已经老了，不中用了，可是我才刚刚60岁，60岁算什么呢？当年苏沃洛夫率军远征欧洲，大败法军于维诺时都67岁了；库图佐夫出任俄军大元帅，将不可一世的拿破仑打败不也是67岁了？年龄不是理由。难道是我过去的那一套战法不灵了？
朱可夫上任后立即着手整顿部队的纪律。当他巡视到第8集团军时，见那里的军纪松弛，一些人没有接到上级的命令就退出了战争，有些人甚至一听到枪声就跑。朱可夫决定采取最严厉的措施，以拯救列宁格勒。他颁布命令，处决一批严重失职者。与此同时，他雷厉风行，对机关进行了改组，彻底改变机关的作风，坚决纠正不负责任、形式主义的作凤。
形势十分严峻。莱布的部队不惜一切代价向列宁格勒南方要冲发动猛烈的进攻。朱可夫没有急于采取行动，9月10日晚至11日晨，朱可夫同助手们彻夜未眠，精心制定了一份城防计划。朱可夫命令：从市区防空部队撤出部分高射炮，将其配置在列宁格勒最危险的地域，对敌实施直瞄射击，加强对德军坦克的防御；以全部舰炮火力支援乌里次克一普尔科沃高地的第42集团军；在各主要方向上建立纵深梯次防御，布设地雷，设置电网；从卡累利阿地峡抽调第23集团军部分兵力支援第42集团军，以加强乌里次克地区的防御；立即组织新部队。这时有人问了一句：到哪里去组建新部队呢？
朱可夫说：据我了解，波罗的海红旗舰队水兵和内务人民委员部人员，加上列宁格勒军事院校的学员，估计可以组建5～6个独立步兵旅。
最后，朱可夫指出：由于德军最近进攻十分猛烈，我军的防线已经被冲乱，现在应重整防线，组织起一条新的防线。防线的北部从芬兰湾的斯特列尔纳起，经西南的乌里次克，正南的普里科沃，东南的科尔皮诺，然后沿涅瓦河到拉多加湖西岸的什利谢尔堡。
果然不出朱可夫所料，德军对乌里次克和普里科沃高地发动主要突击。这两个高地控制着通往列宁格勒的公路，直接危及列宁格勒的安危。朱可夫指示要严防死守，绝不能后退。
德军还是突破了苏军的防御，在付出巨大代价后，占领了索斯诺夫卡、芬兰科伊洛沃，逼近乌里次克。
哈尔德兴奋异常，他不停地向自己的参谋说，我们已经打开了一个很大的缺口，莱布的部队正源源不断地向列宁格勒城堡内的防线挺进，占领列宁格勒已经指日可待了。
希特勒更是乐得合不拢嘴，他在阴冷的“狼穴”里走来走去，总是表白说：你们看看，我的决策有多么的英明，现在，列宁格勒已经是我的口中之食，很快就会被我嚼碎。到那时，我们就能如我预想的那样，尽快将北方的部队调往莫斯科方向，看来，占领俄国的闭幕式不久就能在莫斯科圆满完成了。
朱可夫意识到，列宁格勒的防御已到了最紧要的关头，只要能够顶住德军的这一次进攻，德军的攻势将很快被化解。朱可夫决定，将方面军的最后一个预备队——步兵第10师投入战斗，尽管这要冒很大的危险，但这对苏军能否保住列宁格勒来说也是最后的拼搏。
9月14日晨，在短促而猛烈的炮火准备之后，步兵第10师与友邻部队协同，在航空兵的支援下，对敌人实施迅猛的突击。德军没有想到苏军会突然发起反击，一时大乱，德军被迫放弃了索斯诺夫卡和芬兰科伊洛沃，苏军迅速恢复了原来的态势。
老莱布对苏军的战斗力有些吃惊，苏军是从哪里突然冒出来的？他们是不是发现了我们的进攻主要方向是乌里次克，把其他地域的兵力调到这里？
想到这，老莱布既有点失望，又有些高兴。失望的是，德军未能一举突破苏军的防线，迅速占领列宁格勒；高兴的是，苏军的其他地域可能比较空虚，这就为德军在其他地域突破苏军的防线提供了有利条件，必须迅速对苏军防御的薄弱部位实施更猛烈的进攻。莱布命令，向苏军第42集团军与第55集团军接合部实施凶猛进攻，攻占普希金城，然后从左面迂回普尔科沃高地，从右面迂回科尔皮诺，从而突入列宁格勒。
然而，在莱布心里，失望还是大大地超过高兴。因为，对他来说，时间已经不多了。9月6日，元首已经下达了第35号命令，确定9月底发起莫斯科会战。元首要求他迅速同在卡累利阿地峡实施进攻的芬兰各军建立联系，合围正在列宁格勒的苏军集团，以便最迟在9月15日为德军在中路的进攻创造条件，到那时，赖因哈特的坦克第4集团军和一部分空军将依照希特勒的命令转交给中央集团军群，15日之前如果不能攻下彼得堡，他将更没有能力去攻占彼得堡。
莱布也非常清楚，要在希特勒那里争取延缓将第4集团军等部队转交的时间是十分困难的，但是他需要这几天宝贵的时间。在万般无奈的情况下，莱布决定使出最不情愿的一招，致电总参谋部，要求准许他推迟四五天再执行大本营要他把部分兵力转交给中央集团军群的命令，同时，他信誓旦旦地担保，他将在几天内占领彼得堡。为此，他专门写信给极力主张集中力量进攻莫斯科的总参谋长哈尔德，希望他能支持自己的请求。
莱布的请求得到同意，准许他推迟4天。
哈尔德在命令的最后加上了一句意味深长的话：“许多事情和许多人的前途将由这四天决定。”
莱布明白，这是一种威胁，尽管他对许多人的命运并不关心，但是他知道，这一次在许多人中也有自己。
只有4天了，也就是96小时，这些时日应当决定彼得堡的命运，也许还有他本人的命运。不过，在西线曾一路凯歌的莱布还是相信，车到山前必有路，4天的时间还能扭转局面。
莱布的努力总算取得了一些进展。9月16日，德军第28和第50军分别在斯卢次克东西两翼突入苏军防御，德军第38军一部也逼近了列宁格勒西南郊的乌里次克。至此，莱布的北方集团军群大体实现了包围列宁格勒的第一期计划，苏军的形势更加危急。
然而，德军的进攻速度就像蜗牛爬行一样慢，他们的推进速度从7月份的每天的5公里下降到9月一个月的不到2公里。而距希特勒规定的时间只有一天了。莱布决定不惜一切代价，做最后一搏。19日，莱布的炮兵对列宁格勒实施连续17个小时的攻击，并出动飞机对该市进行了6个波次的轰炸，出动飞机近300架次，企图以此摧毁列宁格勒军民的抗战意志。但是，列宁格勒军民顶住了德军的最后攻击，挫败了莱布的最后一搏。
此后，德军的精锐部队被逐步调离，除第39装甲军外，第4装甲集群和第3装甲集群的第57装甲军均被调往莫斯科方向，不久，第18航空军也转给第2航空队，德军再也无力全线进攻列宁格勒了，苏联北部的局势逐渐稳定了下来。但是，列宁格勒军民的反围困斗争还远没有停止。