Наряду с задачей уничтожения противника в «котле» под Вязьмой, которое возлагалось на дивизии 4-й и 9-й немецких армий, Ф. фон Бок поставил своим войскам задачи по продолжению наступления. 2-я танковая армия (до 1 сентября 1941 года – 2-я танковая группа. – Авт.) получила задачу при первой возможности прорваться к Туле и продвигаться дальше на Каширу, Коломну и Серпухов. 4-я армия должна была своими 13-м и 12-м армейскими корпусами наступать с рубежа Калуга, Медынь в северо-восточном направлении, 57-м моторизованным корпусом – захватить переправы через реку Протва. Незанятые блокированием «котла» дивизии 4-й танковой группы получили задачу продвигаться вдоль автодороги от Вязьмы на Можайск. Высвобождающиеся силы 3-й танковой группы должны были подготовиться к дальнейшему удару в направлении Калинин, Ржев. 2-й армии во взаимодействии с частями 2-й танковой армии было предписано уничтожить противника в районе Трубчевск, Жиздра.
В это время части РККА, которые оставались неразбитыми и держали оборону между флангами германских прорывов, начали отход со своих позиций на восток, рассчитывая с ходу пробить брешь в немецком кольце. Но быстрое отступление соединений Западного и Резервного фронтов (уже после завершения окружения) было на руку командованию группы армий «Центр», так как теперь у советских войск не оставалось пространства для маневра. Преследуемые с запада немецкими пехотными дивизиями, части Красной Армии упирались в стальную завесу немецких танковых дивизий на востоке. На фронте шириной 80 километров, южнее и севернее Вязьмы, немцы сосредоточили шесть танковых дивизий. Непосредственно Вязьму прикрывала 10-я танковая дивизия. Фронт советской обороны быстро сужался, а все попытки командования 19-й армии (командующий – генерал-лейтенант Ф. М. Лукин) и 20-й армии (командующий – генерал-лейтенант Ф. А. Ершаков) прорваться в районе деревни Богородицкое (северо-западнее Вязьмы) и в районе Панфилово – Юшково (южнее Вязьмы), предпринятые 8–12 октября 1941 года, окончились неудачей.
Согласно отчетной карте ОКХ на 13 октября 1941 года, количество соединений Западного и Резервного фронтов, попавших в кольцо, составляло уже 24 стрелковые дивизии, 3 танковые дивизии и части 15 стрелковых и 7 танковых дивизий. Между тем в сводках ОКХ продолжали появляться новые номера окруженных советских дивизий. В общей сложности в двух «котлах» – под Вязьмой и Брянском – оказались 7 из 15 полевых управлений армий, 64 из 95 стрелковых дивизий, 11 из 13 танковых бригад, 50 из 60 артиллерийских полков. В связи с этим для войск Западного и Резервного фронтов создалась критическая ситуация.