В напряженнейшем труде шли дни. Военный талант Василевского набирал силу, которая отражалась в докладах об обстановке, противнике, его намерениях, предложениях о замысле наших ударов по врагу.
На исходе июля Александр Михайлович назначается начальником Оперативного управления и заместителем начальника Генштаба. Став вторым по своей роли в Генштабе, он вместе с Б. М. Шапошниковым, сменившим Г. К. Жукова на посту начальника Генштаба, ежедневно, а иногда и по нескольку раз в сутки бывал в Ставке, участвовал в рассмотрении всех важных вопросов ведения военных действий, повышения боевой мощи Вооруженных Сил.
Тучи войны сгущались. Несмотря на большие потери, немецко-фашистские войска уже находились на дальних подступах к Москве, терзали Ленинград, грабили Киев. Из Москвы выехали дипломатические ведомства. Ряд предприятий эвакуировались в тыловые районы, аппарат Наркомата обороны переместился в города, расположенные не очень далеко от столицы. На месте остались только те органы, которые имели непосредственное отношение к руководству ходом войны. Оно не ослабевало ни на минуту.
На долю Василевского выпало возглавить рабочую группу Генштаба для оперативного и организационного обслуживания Верховного Главнокомандующего. Александр Михайлович при участии восьми генштабистов готовил всю необходимую информацию об обстановке на фронтах, представлял рекомендации о распределении поступавших сил и средств для войск на передовой, предложения по перестановке и выдвижению военных кадров…
Большую часть своего рабочего времени он проводил в Ставке. Верховный Главнокомандующий проникся уважением к Василевскому. И видя, что его помощник постоянно на ногах, стал даже иногда проверять, спит ли он в отведенное для этого время. А Александр Михайлович, возвращаясь в Генштаб, нередко трудился без отдыха. Но у кремлевского телефона сажал своего адъютанта А. И. Гриненко с обязанностью отвечать, что «генерал Василевский спит». Верховный, услышав такой ответ, говорил: «Хорошо».
Усталость Василевского нарастала, но работал он в прежнем ритме. Однажды по вызову явился в Ставку, докладывает. Лицо посерело, глаза покраснели, голос ослаб. Верховный выслушал, внимательно посмотрел на него, попросил сесть. Вызвал своего секретаря и поручил ему позвонить в санаторий «Архангельское», спросить, смогут ли они принять на ночь Василевского и обеспечить ему хороший отдых. Из санатория дали положительный ответ.
Возвратившись в Генштаб, Василевский увидел в своем кабинете начальника Главного военно-санитарного управления Наркомата обороны генерала Е. И. Смирнова. Понял, что на этот раз не выкрутиться. Ехать нужно обязательно. Отдав необходимые распоряжения помощникам, сел в машину.