Как отмечал в своих воспоминаниях Рокоссовский, «исходя из оценки местности, мы считали, что, вероятнее всего, свой главный удар противник обрушит на левый фланг 316-й дивизии. Этому участку и командование армии, и сам И. В. Панфилов уделяли наибольшее внимание, заботясь прежде всего о глубокой противотанковой обороне.
Командиры штаба армии и служб передавали войскам опыт, приобретенный в минувших боях, помогали словом и делом.
В каждом бою противник использовал главным образом свое подавляющее преимущество в танках. Этого нам опять следовало ожидать. Для противодействия танкам наметили бросить всю нашу артиллерию. Но ее у нас явно недоставало. Поэтому заранее предусматривался широкий маневр, как траекториями, так и колесами. Спланировали перегруппировку артиллерии на угрожаемые участки, определили и изучили маршруты движения… Помимо того, были созданы подвижные отряды саперов с минами и подрывными зарядами. Посадили эти отряды на машины и на повозки. Задача — в процессе боя перехватывать танкоопасные направления, преграждать путь танкам в глубину нашей обороны. На стыках и в промежутках между полками были отрыты и заминированы противотанковые рвы. В частности, 1075-й полк панфиловской дивизии свой левый фланг прикрывал 4-километровым рвом, поставив там 4 тыс. мин. Оборонительные работы развернулись по всей полосе обороны 16-й армии, протяженность которой была почти 100 км…
Большую помощь 16-й армии на волоколамском направлении оказала партийная организация столицы. Ее заботами в октябре 1941 г. из москвичей-добровольцев были созданы десятки истребительных рот и батальонов; они вливались в армию, усиливали ее поредевшие в непрерывных боях части».
16 октября немецкие танки и моторизированные части нанесли удар по левому флангу 16-й армии — именно там, где и предвидел Рокоссовский. Главный удар был нанесен по 316-й дивизии Панфилова, против которой были выдвинуты группы по 30–50 танков в сопровождении пехоты. На следующий день германские войска атаковали корпус Доватора, но были отбиты. Последующие атаки были отбиты залпами артиллерии и «катюш». Как писал в своих мемуарах Рокоссовский, «противник вынужден был то и дело менять тактику применения танков. Пытался он пускать их мелкими группами вне дорог. Однако нашей артиллерией был предусмотрен маневр для отражения и таких попыток.
Передышка длилась недолго. Бои возобновились. Атаки следовали за атаками. Проявляя активность на всем фронте, противник основное внимание по-прежнему сосредоточивал на волоколамском направлении, вводя здесь все новые части.
Обладая большим превосходством в силах, гитлеровцы постепенно, километр за километром, теснили наши войска. Создав мощный танковый кулак, немцы стремились пробиться к Волоколамскому шоссе. С воздуха их атаки все время поддерживала авиация.
К 25 октября противник овладел Болычево, Осташово, форсировал Рузу. Бросив в бой до 125 танков, он захватил станцию Волоколамск.
В десятидневных боях, с 16 по 25 октября, наша армия понесла чувствительные потери в артиллерии. Создалось весьма тяжелое положение». Рокоссовскому, бросившему в бой свои последние резервы, в том числе 18-ю стрелковую ополченскую дивизию, пришлось обратиться к командующему Западным фронтом Г. К. Жукову с просьбой прислать подкрепление. К 26 октября в 16-ю армию были присланы два полка 37-миллиметровых зенитных пушек.
Противник обошел Волоколамск с юга, а затем, бросив против частей 16-й армии крупные силы танков и пехоты при поддержке артиллерии и авиации, немецкие войска захватили Волоколамск. Но эта победа оказалась пирровой — немецкие войска истощили силы в боях за город и были вынуждены сделать паузу для перегруппировки и подтягивания свежих сил. В конце октября и начале ноября немецким войскам удалось отбить на левом фланге 16-й армии несколько населенных пунктов, в том числе и Скирманово, в результате чего германская артиллерия могла простреливать артиллерией дорогу Волоколамск — Истра, а в дальнейшем — перехватить ее и выйти в тыл армии Рокоссовского. Поэтому была разработана Скирмановская операция, о которой Рокоссовский подробно написал в своих воспоминаниях: «Бои за Скирманово — с 11 по 14 ноября — прошли очень удачно. Артиллеристам, минометчикам и „катюшам“ удалось нанести фашистам большой урон, а дружные атаки пехоты, поддержанные танками, довершили дело. Большую пользу принесла, во-первых, сильная группа автоматчиков-ополченцев, пробравшаяся ночью перед атакой в расположение противника, а во-вторых, выдвинувшиеся во фланг и почти в тыл гитлеровцам кавалеристы такого боевого генерала, как Плиев. Правда, герои конники сами попали в трудное положение, поскольку после завершения операции им пришлось с боем пробиваться назад. Но сражаться в тылу врага им было не впервой, и свое дело они выполнили с честью.
Разгром немецко-фашистских войск, занимавших Скирманово и другие селения, был полный. 10-я немецкая танковая дивизия, предназначавшаяся для перехвата Волоколамского шоссе, с большими потерями откатилась далеко назад.
На поле боя враг оставил до пятидесяти подбитых и сожженных танков, много орудий, вплоть до 150-миллиметровых пушек, минометы, сотни автомашин».
Но выполняя приказ Верховного главнокомандующего и командующего фронтом о нанесении контрудара силами кавалерийских корпусов при поддержке артиллерии и авиации, 16-я армия все же не смогла добиться успеха. Немцы перешли в наступление, и в полосе 16-й армии развернулось ожесточенное встречное сражение. Против превосходящего в технике и живой силе противника Рокоссовский использовал маневр кочующими батареями и отдельными орудиями и танками, перехватывавшими и расстреливавшими немецкие танки. Но под натиском врага правый флаг 16-й армии стал отходить севернее Истринского водохранилища, и немцы стали готовить прорыв южнее Истринского водохранилища. В своих мемуарах Рокоссовский так описывает последующие события: «Как мы предвидели, противник, продолжая теснить наши части на левом крыле, отбросил их на восток, форсировал с ходу Истру и захватил на ее восточном берегу плацдарм. Южнее же Волжского водохранилища он прорвал оборону на участке 30-й армии и стал быстро продвигаться танковыми и моторизованными соединениями, расширяя прорыв. Его войска выходили во фланг и в тыл оборонявшейся у нас на правом фланге 126-й стрелковой дивизии, а она и до этого была сильно ослаблена и еле сдерживала наседавшего врага. Одновременно был нанесен удар из района Теряевой Слободы, и танки с пехотой двинулись к Солнечногорску, обходя Истринское водохранилище с севера…»
Немецкие войска после упорных боев захватили Клин, 24 ноября вплотную подошли к Истринскому водохранилищу, водоспуски которого после окончания переправы войск 16-й армии были взорваны. В ночь на 28 ноября немецкие танки ворвались в Яхрому и преодолели мост через канал. Под натиском превосходящих сил противника 16-я армия стала с боями отступать. Через день немцы захватили Красную Поляну и подошли к Москве на пушечный выстрел. В три часа ночи Сталин вызвал по ВЧ Рокоссовского и, выслушав его доклад, спросил:
— Известно ли вам, что в районе Красной Поляны появились немецкие части? Что вы предпринимаете, чтобы их отбросить? Учтите, есть сведения, что из района Красной Поляны они намерены обстреливать Москву крупнокалиберной артиллерией.