对于希特勒来说，莫斯科是最重要的军事和政治目标。他认为，这座城市的崩溃将在短期内导致苏联彻底崩溃。国防军陆军总司令部参谋总长弗朗兹·哈尔德在1940年写道：“直接攻击莫斯科是最好的解决方案。”因此，莫斯科这座城市是规模庞大而且装备精良的德军中央集团军群的唯一目标。参与台风的单位有3个集团军（第2集团军，第4集团军，第9集团军）和3个支援它们的装甲。德国空军的机群（第2装甲机群，第3装甲机群，第4装甲机群）和第2空军。总共有超过100万人，1700辆坦克和14,000门大炮参加了这次行动。同时，德国的空军优势显着下降。自6月22日以来，德国空军的2,361架飞机受到了不同程度的破坏，包括损毁1,603架和损伤1,028架。因此，第2航空队只有549架飞机可供使用，其中包括158架中型和俯冲轰炸机以及172架战斗机。攻击使用标准的雷击。使用装甲集群深入苏联军队的后部，并进行双面攻击以包围和歼灭红军单位。
德国国防军的最初计划是进行两次单独的攻击。第一次是对维亚兹马的西方面军及预备队方面军的双重夹击，第二次是对布良斯克方面军的单方面进攻，以占领布良斯克。再从莫斯科南北面对该城进行一次快速钳形攻势，从莫斯科的北部和南部围攻莫斯科，但是德军已经面临持续的作战和后勤供应问题。例如，古德里安（Goodrian）写道，在行动开始时，一些损坏的坦克没有更换，机械化部队也缺乏汽油和补给。
面对德国国防军的是3个苏联方面军。他们是经过数月的精疲力尽的激战中重组的军队。苏军总共有1,250,000人，1,000辆坦克和7,600门大炮参与了城市防御，苏联空军已付出了令人震惊的多达7500或21200架飞机的代价。为此，苏联做出了大量的工业生产以弥补这些损失。苏联空军有936架飞机保护首都，其中578架是轰炸机。尽管进行了一些增援，但空军力量仍然下降到仅战前25％的水平。苏联军队和武器的数量对国防军构成了严重威胁，但是他们的部署却犯了许多错误。大部分部队都被部署成一条直线，而且在后方却仅有很少或几乎没有预备队。华西列夫斯基在回忆录中指出，苏联军队当时已经做好了充分的准备。这些苏联的部署错误主要是由于德国国防军的早期成功以及许多苏联防御部队的经验和缺乏足够的装备（例如反坦克武器）而导致的，并且这些防御部队当时的坦克已经过时。
苏军指挥官开始在城市周围构筑大规模的防御：
1. 建立热泽夫-维亚济马的防卫，它被建立在热泽夫－维亚济马-布良斯克一线上；
2. 莫扎伊斯克防线，它是一条建立在加里宁与卡卢加之间的双重防线；最后，一个围绕莫斯科的3重防卫圈，组成莫斯科防卫地带，这些防御工事因德国国防军的快速前进而导致在行动初期大多未准备好再加上德军的进攻计划较晚才被发现，因此苏军直到1941年9月27日才被命令采取一个总体防卫的态势。而且新的苏军师团在伏尔加河、亚洲及乌拉山脉地区才刚刚建立，需要数个月时间才能调拨，这让战争成了一场与时间的竞赛。
