这样,德军想使用坦克部队帮助南方和北方两集团军群,并且只用步兵师进攻莫斯科的企图就被粉碎了。7月28日,德国陆军总司令部不得不在它的指令中承认:&ldo;敌人拥有庞大的预备队固而就能顽强抵抗德军继续推进应当估计到苏联人攻击我军暴露的两翼的一切新尝试。&rdo;7月30日,德军统帅部下令中央集团军群转入防御。8月4日,希特勒在中央集团军群司令部听取了关于德军受到重大损失,特别是坦克第二和第三集群遭受重创的报告以后说,假如他在开战之前对苏军实力能获得足够的情报,那么他&ldo;下定决心必须进攻&rdo;,苏联就要困难得多了。苏联最高统帅部采取一系列措施,改善对武装力量的领导和对作战军队的指挥,7月30日,预备队方面军组成。除第二十九、第三十二个集团军已转隶西方方面军外,其余各预备集团军则与莫扎伊斯克防线方面军合并组成预备队方面军。朱可夫被任命为这个方面军的司令,沙波什尼科夫接替他担任总参谋长职务。朱可夫易职,是由于他同斯大林发生的一场争吵所致。7月29日,朱可夫对斯大林说,不得不放弃基辅,因为必须发起对叶尔尼亚突出部的进攻,以阻止德军利用这个桥头堡进攻莫斯科。斯大林听了勃然大怒,说:&ldo;真是胡说八道。怎么能把基辅放弃给敌人?&rdo;朱可夫忍不住顶嘴说:&ldo;如果你认为我这个总参谋长只会胡说八道,这里也就用不着我了。我请求解除我的职务把我派往前线。&rdo;斯大林很不满意,生气地说,如果你朱可夫果真感到如此,&ldo;这儿没有你也行&rdo;。几个钟头以后,被斯大林斥责的朱可夫就动身去担任预备队方面军司令了。此后,预备队方面军在防御上很得力,这同朱可夫担任司令有很大关系。苏联成立预备队方面军,使得德军企图迅速向苏联腹地长驱直入的种种算盘都一一落空了。德军欲继续向莫斯科进攻,就必须牢牢地保障中央集团军群两翼的安全。8月12,德军最高统帅部在一份命令中指出:&ldo;首要的任务在于把向西楔入根深的敌翼侧阵地加以摧毁,因为这些阵地牵制了中央集团军群两翼步兵的巨大兵力只有在完全消除两翼的危险态势和坦克集群得到补充以后,才能为在宽大的正面以两翼的纵深梯次集团向守卫莫斯科的敌军实施进攻创造条件。&rdo;德军最高统帅部决定将中央集团军群部分兵力调至南方方向,以消除苏联中央方面军对德国中央集团军群右翼构成的威胁。朱可夫敏锐地觉察到德军战略目标的变动,他豪不迟疑地向最高统帅部报告:
敌人获悉我军已在通往莫斯科的道路上集结大批兵力,而且在其两翼又有我中央方面军和大卢基集团,所以暂时放弃了对莫斯科的突击,转入对我西方方面军和预备队方面军的积极防御,而把所有的快速突击部队和坦克部队用来对中央方面军、西南方面军和南方方面军作战。敌人的企图可能是进攻中央方面军,进抵契尔尼哥夫、科诺托普、普里卢基地域,从后方实施突击以粉碎西南方面军。
为了粉碎德军这一计划,朱可夫准备在布良斯克地区集结一支强大部队,以便从那里由侧面打击德军。不到24小时,朱可夫收到了最高统帅部由斯大林和沙波什尼科夫署名的电报,同意朱可夫对德军这一狡猾诡诈意图的判断,并且答复说:&ldo;为了预防和制止这种复杂情况的发生,已建立了布良斯克方面军,由叶廖缅科指挥。我们还采取了其他措施,以后再详细见告。我们希望阻止住德军前进。&rdo;
于是,西方方面军的部队和朱可夫指挥的预备队方面军第二十四集团军在叶尔尼亚和杜霍夫施纳一带继续向德军发起反突击,钳制住了整个进攻地段的德军。在叶尔尼亚一带的战斗中,德军受到重创,损失惨重,不得不从前线撤出两个受打击最重的坦克师,一个摩托化师和一个摩托化旅。苏军在这次战斗中使用了一种新式武器&ldo;喀秋莎&rdo;复式自由火箭炮,发挥了强大的杀伤力。
8月22日开始,斯摩棱斯克会战进入最后阶段。8月底至9月初,从安德烈阿波耳至北诺夫哥罗德一带的宽大正面上,展开了激烈的战斗。8月29日,德军占领托罗彼次市。苏联西方方面军第十六、第十九、第二十、第三十集团军于9月1日向德军发起进攻,奋战9天,才仅仅推进了几公里。9月10日,沙波什尼科夫向西方方面军司令部传达了最高统帅部的命令:停止进攻,在所在地区转入防御。
8月30日,预备队方面军第二十四、第四十三集团军在叶尔尼亚方向上重新发起进攻。9月5日,德军不支,仓皇退却。此前,古德里安曾向德军最高统帅部建议:&ldo;放弃叶尔尼亚突出部。这块地方现在不起作用,却不断造成伤亡。&rdo;但是,古德里安的建议以&ldo;敌人比我们更加不利&rdo;为由被拒绝了。现在德军不得不从这块突出地撤退,古德里安报怨说:&ldo;我本来想在8月份及时撤出以避免伤亡,现在是在遭受了伤亡之后才行撤出。&rdo;
持续了两个月之久的大规模而激烈的斯摩棱斯克会战,以苏军西方方面军和布良斯克方面军于9月10日转入防御而告结束。苏军粉碎了德军不停顿地向莫斯科挺进的企图。在斯摩棱斯克会战中,苏军歼灭德军25万人,而苏军伤亡在60万以上。但是,斯摩棱斯克会战的结局,再一次使希特勒的&ldo;闪电战&rdo;计划遭到极其沉重的打击。