Ленинградским фронтом (в составе фронта было 5 армии, Балтийский флот, Ладожская флотилия) был назначен Г.К. Жуков, сыгравший важную роль в организации обороны города. В течение 10 дней немецкие войска, наступавшие через районы плотной пригородной застройки, продвинулись на 30 км, и вышли к Пулковским высотам, где разгорелось ожесточенное фронтальное сражение. На этом рубеже немцы были остановлены стойким сопротивлением и контратаками защитников города. В то же время советские войска нанесли удар южнее Ладожского озера с целью прорыва блокады Ленинграда. Хотя наше наступление здесь не достигло цели, но оно всё же сковало значительную часть немецких сил, оказав существенное влияние на исход сражения в районе Пулковских высот. 25 сентября фон Лееб доложил в Берлин, что не может продолжить наступление имеющимися силами. После этого из состава войск группы армии «Север» была выведена 4-я танковая армия и передана в состав группы армий «Центр», оставшиеся пехотные дивизии перешли к блокаде Ленинграда. Линия фронта оставалась здесь без существенных изменений до января 1943 года.
Таким образом, к концу сентября ценой огромных жертв и усилий (с 10 июля по 30 сентября безвозвратные потери советских войск составили 214 тыс. человек) советские войска остановили наступление группы армий «Север». По сути дела это было первое стратегическое поражение вермахта в войне против СССР.
Самым главным сражением лета 1941 года, пожалуй, стало Смоленское сражение. После разгрома войск Западного фронта (генерала Павлова), 10 июля группа армий «Центр» (фельдмаршал фон Бок) начала наступление на Смоленск с линии Могилев-Орша-Витебск. Советское командование срочно перебросило 6 армий (22, 19, 20, 13, 16 и 21) из центральных и восточных округов страны и буквально воссоздало Западный фронт, который возглавил маршал Тимошенко. Однако противник все равно имел на смоленском направлении двукратное превосходство в живой силе и четырехкратное в танках.
Немцы начали наступление своими танковыми армиями. К 16 июля 2-я танковая армия немцев продвинулась вперед на 100-150 км, и ворвались с юга в Смоленск. Одновременно 3-я танковая группа продвинулась на восток до Ярцева и, повернув на юг, соединилась западнее Смоленска с передовыми частями 2-й танковой армии. В результате севернее города попали в окружение 16-я (генерал Лукин) и 20-я (генерал Курочкин) армии. Одновременно оказалась в окружении и 13-я армия, оборонявшая Могилев. Однако окруженные армии не сложили оружие и дрались еще десять дней.
С целью освобождения окруженных войск советское командование предприняло ряд сильных контрударов. Еще 14 июля было развернуто два новых фронта Резервный (генерал Жуков) и Центральный (генерал Кузнецов) в состав которых вошло семь армий, шесть из которых были сформированы из резервистов. 20 дивизии этих фронтов перешли в контрнаступление. Однако немцы ценой огромных усилий удержали фронт и не допустили прорыва советских войск к Смоленску. И все же некоторым подразделениям удалось пробиться из окружения. 30 июля, впервые с начала войны против СССР,