Генерал Гот свидетельствует: «Упорные бои развернулись юго-западнее Холма. Сюда с юга подошла танковая бригада русских, которая сражалась не на жизнь, а на смерть. Эти бои задержали форсирование Днепра». Неумелая попытка советского командования нанести мощный удар сотней боевых машин во фланг была отбита 6-й танковой дивизией Ландграфа: «Русские танки в лесу рассеялись на мелкие группы, а потому нанести массированный танковый удар у противника не получилось. Головные подразделения уничтожались по частям, когда подходили к фронту противотанковой обороны. В результате советский командир начал действовать еще более робко и разбросал свои машины по всей ширине и глубине поля боя. После этого танки могли наносить удары только маленькими группами и разрозненно, наши противотанковые орудия без труда отбивали все наскоки… После того как были подбиты около 80 русских танков, главные силы дивизии сумели прорвать последнюю линию сильных укреплений на восточном берегу Днепра, которую занимали советские резервы».
4 октября немецкие танки прорвались по уцелевшим мостам на восточный берег и, подавив сопротивление противника, повернули на Вязьму.
Советские танковые бригады 5 октября оказались в окружении, где и погибли, сражаясь до последнего патрона.
Начальник политуправления Западного фронта дивизионный комиссар Лестев докладывал комиссару 1-го ранга Мехлису: «Особо следует отметить героизм танкистов 126, 127 и 128-й танковых бригад. Личный состав этих бригад вел бой до последнего снаряда, до последнего патрона, до последнего танка. Они смело вступали в бой с превосходящими силами противника, сгорали вместе с танками, но поля боя не покидали…»
В этот день командующий Западным фронтом понял, что ликвидировать немецкий прорыв не удалось, и принял решение отвести войска на ржевско-вяземский рубеж. Ставка утвердила решение и дополнительно передала в распоряжение Конева 31-ю и 32-ю армии Резервного фронта. Отход планировалось произвести в ночь на 6 октября, его прикрытие возлагалось на остатки группы Бол-дина и ополченцев (!) 32-й армии генерала Вишневского. Однако все эти меры запаздывали.
6 октября танковая дивизия Функа вышла на автостраду Вязьма — Москва и оказалась в тылу противника, слишком поздно начавшего отход на восточный берег Днепра. На следующий день она соединилась в районе Вязьмы с 10-й танковой дивизией генерала Фишера из группы Гёпнера. К этому времени 56-й мотокорпус создал уже сплошной фронт окружения на участке от Вязьмы до Днепра восточнее Холма. 8 октября Военный совет фронта направил командармам и генералу Болдину отчаянную телеграмму: «Вывести войска за Вязьму. Иначе — катастрофа. Идти день и ночь. Темп — 70 км в сутки. Вы нужны для защиты Москвы».
И этот приказ советским войскам выполнить не удалось. В окружении оказались 37 дивизий, девять танковых бригад, 31 артиллерийский полк РГК и полевые управления 19-й, 20-й, 24-й, 32-й армий. От 16-й армии уцелел только сам Рокоссовский со своим штабом.
Двадцать пять лет спустя маршал Конев вспоминал, что: «Принимая решение на выход из окружения, мы ставили задачу ударными группировками армий прорвать фронт противника в направлении Гжатска, севернее и южнее шоссе Вязьма — Москва, не соединяя армии в одну группировку и не назначая сплошного участка прорыва. Нашей целью было не позволить врагу сужать кольцо окружения и, имея обширную территорию, маневрировать силами, сдерживать активной борьбой превосходящие силы противника. Конечно, борьба в окружении — сложная форма боя, и, как показал опыт войны, мы должны были готовиться к такому виду действий, чего, к сожалению, перед войной не делалось. В маневренной войне такая форма борьбы не является исключением, ее не исключает и современное военное искусство».
Именно это и было ошибкой Конева: он отказался от попытки собрать окруженные войска в один кулак и, создав мощную ударную группировку, при поддержке оставшихся танков и всей имевшейся под рукой авиации попытаться на узком фронте разорвать еще неплотное кольцо окружения. Вместо этого опять получились удары растопыренными пальцами. 19-й и 32-й армиям было приказано пробиваться в зависимости от обстановки либо на Сычевку, либо на Гжатск, а 20-й армии «дано указание пробиваться в юго-западном направлении, с выходом в тылы немецкой группировки, которая к этому времени главными силами выдвигалась в район Вязьмы». Над командующим Западным фронтом все еще довлела идея проведения контрударов с целью нанесения немцам хотя бы частичного поражения, чтобы тем самым облегчить отход остальных войск фронта на новые рубежи. На практике «активная борьба» и «маневрирование» оказавшихся в котле советских армий привели к тому, что они оказались под ударом основных сил группы армий «Центр» и были уничтожены. Из окружения почти никто не вышел, так, в районе Богородицкое — Вязьма, обеспечивая прорыв стрелковых частей группы генерала Лукина, полегла 127-я танковая бригада. Дважды раненный командующий 19-й армией оказался в немецком плену. Гальдер с удовлетворением отметил в своем дневнике: «Бои против окруженной группировки противника в районе Вязьмы носят прямо-таки классический характер».
Для ликвидации образовавшегося котла немцы задействовали 28 своих дивизий, которые рассекли советскую группировку и уничтожили ее по частям. Германские войска захватили 660 тысяч пленных, 1242 танка и 5412 орудий. На кратчайшем направлении к Москве фронт был прорван.
«Успешно завершив бои в районах Брянска и Вязьмы, группа армий «Центр» добилась тем самым еще одного крупного тактического успеха. Вопрос о том, в состоянии ли она продолжать наступление, чтобы превратить этот тактический успех в оперативный, являлся наиболее важным со времени начала войны вопросом, стоявшим перед высшим командованием германской армии», — пишет Гудериан.
На южном фланге советско-германского фронта танковые соединения Клейста в начале октября форсировали Днепр в районе Мелитополя и, окружив 18-ю армию генерал-лейтенанта Смирнова, устремились на Бердянск.
7 октября, когда окружение Западного и Резервного фронтов было завершено, германское командование пришло к выводу, что в распоряжении противника нет больше значительных сил, с помощью которых он мог бы противостоять дальнейшему продвижению группы армий «Центр» на Москву, и поэтому можно сразу же начать преследование разбитых советских войск, пока они не закрепились на новых оборонительных рубежах. Фельдмаршал Бок хотел сразу же высвободить как можно больше сил и с ходу подключить их к проведению новой операции. И хотя в кольце окружения бои были в полном разгаре, Бок считал, что у него Достаточно сил, чтобы решить обе задачи — покончить с окруженным противником и одновременно начать преследование.
Штаб группы армий «Центр» был настроен оптимистически: «Сегодня сложилось такое впечатление, что в распоряжении противника нет крупных сил, которые он мог бы противопоставить дальнейшему продвижению группы армий на Москву… Для непосредственной обороны Москвы, по показаниям военнопленных, русские располагают дивизиями народного ополчения, которые, однако, частично уже введены в бой, а также находятся в числе окруженных войск». В результате с самыми радужными надеждами появился на свет «Приказ на продолжение операции в направлении Москвы» от 7 октября 1941 года. В этот день произошло еще одно важное событие, отмеченное прежде всего фронтовыми генералами, — выпал первый снег.
Гот вспоминал: «…в день, когда было завершено окружение войск противника под Вязьмой, на всем фронте выпал первый снег — предостережение о том, что пора приостановить операции. Несмотря на это, немецкое командование решило продолжать развитие операций с целью овладения Москвой или окружения ее до конца года…у противника появился союзник, которому удалось сделать то, чего, несмотря ни на какие жертвы, не могло добиться русское командование. Не русская зима, а осенние дожди положили конец немецкому наступлению. Дождь лил днем и ночью, дождь шел непрерывно, вперемежку со снегом. Дороги размокли, и движение приостановилось. Недостаток боеприпасов, горюче-смазочных материалов и продовольствия определял тактическую и оперативную обстановку последующих трех недель».
В полосе продвижения 2-й танковой армии положение еще хуже: «…дороги превратились в сплошное месиво, и наши танки двигались по ним с черепашьей скоростью, причем очень быстро изнашивалась материальная часть… Последующие недели прошли в условиях сильной распутицы. Колесные автомашины могли передвигаться только с помощью гусеничных машин… Ввиду отсутствия тросов и других средств, необходимых для сцепления машин, самолетам приходилось сбрасывать для застрявших по дороге машин связки веревок. Обеспечение снабжением сотен застрявших машин и их личного состава должно было отныне в течение многих недель производиться самолетами. Подготовка к зиме находилась в плачевном состоянии».