朱可夫指挥的西方方面军开始在莫斯科南北两方运动。他要求部队不要在敌军防御中心进行正面突击，而应让先锋梯队毫不停留地绕过去，让后继的梯队来消灭他们。他还冒着巨大危险把他的指挥所设在最前线，以保证能与下属保持密切的联系。
到12月底，德军在莫斯科城下遭到惨重失败，西方方面军俘获了1000多辆坦克，1434门大炮及大批其他军事物资。莫斯科战役是红军第一次使德军一个主要作战集群遭受重大战略失败的军事行动，德军被打死或被俘的共约30万人。莫斯科战役宣告了德军闪电战的失败。
到1942年2月下旬，整个苏德战场平静了下来。但随着春天的到来，希特勒在4月5日向德军发出了新指令：一俟天气及地面条件有利，突入高加索，夺取那里的油田，并向斯大林格勒推进。
斯大林格勒战役在7月中旬打响。
8月27日，朱可夫又被斯大林从前线召回莫斯科。深夜，朱可夫驱车抵达克里姆林宫，斯大林向他介绍了南方的情况，德军可能攻击斯大林格勒，北高加索的情况也很糟。国防委员会决定任命朱可夫担任最高统帅的副手，派他到斯大林格勒组织南方战场的防御和反攻。