两道战术地幅内的防御地带、一道集团军防御地带、三道方面军防御地区。为预防万一，布良斯克方面军、中央方面军还沿着莫斯科河，在北岸构筑了一道国家防御地区。
工程构筑总纵深达到两百公里，其中工事最完善的是防御的战术地幅，其纵深在战时第一次达到十五至二十公里。战术地幅的主要防御地带由二至三道防御阵地组成，每道防御阵地有二至三道堑壕，并以交通壕相连接。
防御阵地纵深达一点五至两公里，主要防御地带和第二防御地带的工事最为坚固。莫斯科附近的防御工事，首先是作为对坦克的防御来准备的。防御的基础是防坦克支撑点。对坦克防御的纵深达三十至三十五公里。
建立稳固防御的决定性条件是：兵力兵器大量集中于德军可能突击方向；各方面军战役布势纵深达五十至七十公里。组织强大的对空防御，由各方面军的歼击航空兵和高射炮兵，以及国土防空军大量兵力执行防空任务。
战地各州、市的党和苏维埃组织以及居民，对构筑防御地区给予了积极支援。首长、司令部和政治机关为动员全体人员完成当前任务在军队中开展了大量工作。党政工作和教育工作的目的。是使军队准备进行坚守防御，保证高昂的进攻锐气和粉碎德军的坚定决心。
在精神和心理教育中。着重培养打退使用新型坦克的德军坦克兵力突击的决心。各集团军都举行了反坦克歼击手大会，步兵分队也都进行了坦克“辗压”训练。
双方准备都很充分。现在就看是矛尖还是盾利了！
德军第一日就把准备用于“堡垒”战役的基本兵力投入了交战，其目的是以坦克师的“撞击”突击，来突破苏军防御并逼近莫斯科。
双方在地面和空中展开了激烈交战。
苏军在航空兵支援下，与德军展开积累交战，航空兵每昼夜出动飞机四千至六千架次。在加里宁方面军地带内，苏军第十三集团军抗击向格查茨克方向进攻的德军的主要突击。
第一日。德军把大约五百辆坦克和强击火炮投入战斗。第二日，德军继续在格查茨克方向增强突击力量。
根据苏军加里宁方面军司令的决心，此日以第十三集团军、坦克第二集团军和坦克第十九军各一部兵力，对德军进攻集团实施了反突击。鲁坚科空军中将统率的空军第十六集团军航空兵部队对地面军队给予了支援。德军进攻受阻，苏军统帅部赢得了在受威胁方向集中补充兵力的时间。…；
德军在格查茨克附近没有取得任何进展，随即转向尔热夫方向突击，试图在莫斯科西北方向打开缺口，但是其企图在此亦遭失败。
截止七月十九日，德军在加里宁方面军地带内的进攻被暂时阻止住了。在长达半个月的战斗中，德军在此仅楔入苏军防御阵地二十公里，苏军加里宁方面军未使用大本营预备队，仅以自己的兵力就顺利完成了防御任务。
德军在莫斯科南部的进攻也告失败，德军在曼斯坦因元帅统帅下向谢尔普霍夫、马洛雅罗斯拉维茨方向发起进攻。苏军以近卫第六集团军、第七集团军。第六十九集团军和坦克第一集团军抗击德军的主要突击。
接战第一日，德军近一千四百辆坦克和强击火炮在大量航空兵支援下进入了交战，苏军紧守阵地，寸土必争，每一寸土地上面都洒满了鲜血。
连续苦战一周，面对苏军的铜墙铁壁，德军伤亡巨大，气势逐渐衰弱。
由于在谢尔普霍夫、马洛雅罗斯拉维茨两个突击方向陷入僵持，曼斯坦因不得不收缩兵力。将主要力量转移到马洛雅罗斯拉维茨方向，集中力量实施突击，以图在苏军严密的防线上打开一个缺口，然后再向两翼扩散。
朱可夫迅速识破了德军的计划，决定针锋相对地对士气不振的德军实