1941年10月8日星期三，天降大雨，这是最终挫败希特勒对苏联野心的第一场气候变化。苏联人将此段时间称为“泥路期”。厚厚的烂泥减缓了德军向加里宁、卡卢加和图拉的推进，这些都是通往莫斯科必经之路上的军事重镇。

数年之后，伦德施泰特回忆了“巴巴罗萨”行动取胜的可能性：早在冬季来临之前，胜利的希望就已在大为减少，因为恶劣的路况和淤泥导致前进的过程被反复拖延。乌克兰的“黑土”只要下过十分钟雨就会变成烂泥，在变干之前，任何行动都无法继续。加上俄国缺少铁路，无法为我方前进的大军运送给养。

随着天气变化，气温降低，地面都被冻硬，这在短期内让德军又拥有了围困莫斯科的机会。 苏联人为防止德军占领莫斯科制定了最极端计划。2001年，在克里姆林宫附近的莫斯科饭店翻修过程中，发现其地下埋藏着约270磅炸药，这是内务人民委员会于1941年埋设的，以备万一必须毁灭莫斯科时使用，但随后就被忘得一干二净。

下一次对莫斯科发起的直接攻击开始于11月15日，第3装甲军一部已进至距该城19英里的伏尔加运河畔。在此期间，古德里安于25日进抵卡西拉，但到27日无法继续前进。天气的确对德军进攻不利，但德军也已无力投入足够兵力参加此次对莫斯科的大举进攻，因为他们自“巴巴罗萨”行动开始以来，已有75000人伤亡，其中包括阵亡的8000名军官和2000名士兵。

到12月5日，第3和第2装甲军被迫分别退至伊斯特利亚--克林一线和顿河--乌拉一线。 到12月6日，德军在南起亚速海岸的罗斯托夫蜿蜒穿越图拉和莫斯科直到列宁格勒的广大阵地处于防守态势。

12月6日当天，朱可夫--他动用了40个西伯利亚师--发起了冬季攻势。此次大举反攻中出现了大战爆发以来所未见的场面：德军成建制部队全体投降。凯特尔后来将德军噩运降临的日期限定于1941年12月11日，解释说，“天气以从泥泞季节急剧转变为地狱般的严寒，我军仅身着临时赶制的冬装，随之而来的是灾难性的后果。”

就在1941年12月11日，凯特尔认定的对苏战争转折的这一天，希特勒对美国宣战。德国对美国宣战在东线战场上造成的效果就是美国大幅度地为苏军战争努力捐赠武器装备及各类补给品。

如果希特勒以为德意志国防军可以身着非标准的冬装抵御零度以下的寒冷，那么事实很快就表明，他大错特错。德军在世界上最寒冷的国家作战，德国人在基本的冬装补给方面却做得远远不够，而且他们为军队准备的那些服装也往往无法保暖。

所有这些都根源于希特勒的信念，他认为对俄战争可以在三个月内，即在9月底，天气转变之前结束。丘吉尔借就任首相两周年的机会，嘲讽希特勒的第一个“重大失误”--入侵苏联。因为“你们知道，苏联有冬天。有好几个月的时间，气温会降得很低。还有雪，还有霜。希特勒忘记了苏联有冬天。他上学肯定学得不怎么样。”