12月5日，冯•博克命令第3、第4装甲集团军群与苏军脱离接触，并于随后几天撤到伊斯特拉至克林以东的防线，德军从西北和北面突入莫斯科的企图被粉碎。在图拉方向，12月5日，苏军第50集团军协同第49集团军左翼各兵团在科斯特罗沃、列维亚基诺地域实施反突击，恢复了图拉与莫斯科的联系。德军第2装甲集团军被迫向南退却，撤到顿河上游、夏特河、乌巴一线。德军对莫斯科的最后一次进攻彻底失败。至此，莫斯科会战苏军防御阶段结束。
