Замысел противника (удар двумя группировками в обход Москвы с севера и юга) в принципе был разгадан, что позволило провести ряд мер по усилению обороны. Однако немецко-фашистские войска имели численное превосходство в людях в 1,6 раза, орудиях и минометах – в 2, танках в – 3,4 раза. Изменить соотношение сил и средств к началу операции не удалось. Поэтому замысел советского командования состоял в том, чтобы упорной обороной сорвать планы врага, выиграть время для сосредоточения стратегических резервов, а затем перейти в контрнаступление. В числе этих мер были спланированы контрудары на флангах Западного фронта по изготовившемуся к наступлению противнику.
Южнее Москвы действия наших войск имели успех и задержали немецкое наступление. А вот на северном крыле фронта спешно подготовленное (точнее, спешно неподготовленное) контрнаступление 16-й А, проведенное 16–17 ноября, к сожалению, оказалось неудачным и привело только к ослаблению обороны. Место, где противником готовился главный удар, точно определить не удалось. Поэтому атаки советских частей не оказали никакого воздействия на немецкие войска, готовые перейти к активным действиям, которые они и начали в тот же день. Наши же атакующие части понесли чувствительные потери. В этих боях был задействован выдвинувшийся вперед второй эшелон 16-й А, что привело к преждевременному расходованию резервов и неблагоприятно сказалось на дальнейшей ситуации.
Командующий 16-й А К.К. Рокоссовский
15 ноября 3-я танковая группа противника нанесла удар по 30-й армии севернее Московского моря, а на следующий день – южнее. 16 ноября в наступление против 16-й армии перешла 4-я танковая группа. В полосе 30-й А удар пришелся по 107-й мед растянутой на фронте 30 км и имевшей к тому моменту 2 тыс. человек личного состава, на вооружении – 7 орудий, 20 пулеметов, 2 танка Т-34 и КВ и 11 легких танков. Под натиском противника войска 30-й армии вынуждены были отойти к Волге, и на всем ее протяжении севернее Волжского водохранилища перешли на восточный берег. Поэтому южнее водохранилища войска, оттесненные на рубеж восточнее Завидово – Ямуга, оказались под ударом противника с севера. Это позволило противнику развить успех на клинском направлении. Одновременно упорные бои развернулись на волоколамско-истринском направлении, где самоотверженно сражались соединения 16-й армии. Здесь продвижение немцев было гораздо более медленным. За первые пять дней наступления немецкие дивизии (в т. ч. и танковые) смогли продвинуться на восток только на 15–25 км, что составляло 3–5 км в день. Это мало даже для пехоты. Только 25–28 ноября после упорных боев немцам удалось преодолеть на этом направлении рубеж Истринского водохранилища.