一月十日，朱可夫指揮的俄西方面軍以非常強大的快速兵力九個集團軍和兩個騎兵軍實施了爾熱夫維亞濟瑪戰役。俄軍的意圖是從德軍中央集團軍羣與北方集團軍羣薄弱的接合部打開一個極爲危險的突破口與前面已展開進攻的加裡寧方面軍等共計四個方面軍二十個集團軍的兵力兩面迂迴包抄德國中央集團軍羣的主力，將它聚殲在爾熱夫，維亞濟瑪和斯摩棱斯克地區。在如此兇悍的攻擊之下，德軍的防線被摧垮了，俄國坦克長驅直入由卡盧加、別廖夫以東地域實施的進攻擴大了這一缺口，並進抵尤赫諾夫、蘇希尼奇一線，一直衝殺到了德軍後方的霍爾姆、大盧基地區。
德第4集團軍與第2裝甲集團軍經過激烈的戰鬥，聯袂於蘇希尼奇以西地域堵住了戰線缺口，並協同左鄰第4裝甲集團軍一起組織起了從尤赫諾夫到格扎茨克的防禦。突入的俄國部隊第33集團軍和近衛第1騎兵軍繼續向斯摩棱斯克方向迅速突進，直指多羅戈布日地域，他們切斷了布良期克維亞濟馬鐵路，使正在撤退中的德第4集團軍陷入巨大威脅中。突入德軍後方的這一股強大的俄軍部隊在德軍勉強拼湊起來的這條防線背後製造着難以估測的危機。他們不斷攻擊着德國第4集團軍與第9集團軍間唯一的交通線斯摩棱斯克維亞濟馬鐵路或攔截德軍的後勤補結縱隊。
更爲糟糕的是前方的德軍部隊也守不住希特勒原先指定的防線，中央集團軍羣的第2裝甲集團軍及第2集團軍爲了躲避合圍，撤向了西南方向。當第9集團軍等部隊忙於在爾熱夫以西阻擊俄軍，另外的俄國軍團則已從德第9集團軍、第16集團軍的結合部直cha貝里baly，德國中央集團軍羣的防線實際上已被肢解得支離破碎。
在爾熱夫地區的莫德爾接任不久的第9集團軍與第4裝甲集團軍約九個師稱之爲尤赫諾夫集團已經深陷在由紅軍構築的幾乎快要被封閉的包圍圈內。俄軍大約有十個步兵師、四個騎兵師的兵力圍在了第9集團軍的周圍。
所幸的是戈特哈德#183;海因裡希指揮第4集團軍仍在死守着包圍圈的缺口，遲滯着蘇聯左路軍從南面慢慢封閉包圍圈的行動；友鄰的第4裝甲集團軍剛剛經歷了人事的更迭，埃裡希#183;赫普納上將因爲擅自撤退而被免職，起初希特勒想把他開除軍職貶爲平民，但後來更爲明智的意見佔了上風，赫普納繼續享受着全薪和退休金，原第5軍軍長理查德#183;魯奧夫將軍現在指揮着第4裝甲集團軍。
維亞濟馬斯摩陵克的公路被俄第11騎兵軍由別諾夫將軍指揮切斷，俄第29集團軍切斷了莫斯科爾熱夫鐵路一條條的公路、鐵路已經被切斷。第9集團軍三面被圍，唯一沒有被包圍的一面則活躍着力量非常強大的蘇聯游擊隊。原本並不起眼的爾熱夫城一下子成了蘇德雙方爭奪的焦點，它的得失甚至關係着整個中部戰局的成敗，希特勒把爾熱夫稱之爲“觸角伸向莫斯科的飛地”。
已經分不清哪是前方哪是後方，部隊之間的聯繫中斷，在此萬分危急的情況之下，只有莫德爾將軍一個人保持着鎮定與沉着，他不考慮退卻。時任黨衛軍第8騎兵旅旅長費格萊因將軍這也是一個傳奇人物，希特勒的情婦布勞恩對費格萊因非常欽慕，爲了能夠讓他時常在自己身邊，把自己的妹妹嫁給了他。後來回憶說，莫德爾將軍來到了指揮部時，他看到的是一張張沮喪絕望的臉。
參謀長問莫德爾將軍帶來多少增援部隊時，莫德爾回答道：“就我一個。”
在零下五十二度的惡劣環境下，莫德爾將軍冷靜地指揮着部隊進行着頑強地防守，他將部分主力從相對平靜的戰線上撤下來，填補爾熱夫以北貝里附近的缺口，截擊突破的俄國軍隊，穩定防線。譬如，黨衛隊一級突擊隊大隊長奧托#183;庫姆奉莫德爾的命令率領着帝國師元首團，在爾熱夫附近的伏爾加河曲地區進入阻擊陣地，他們冒着嚴寒，日日夜夜不倦地阻擊數倍於已的俄軍。由於戰線交錯，甚至連庫姆所在的團部都直接參加了戰鬥。這場阻擊戰無論是對俄軍，還是對武裝黨衛隊元首團而言，都是一場災難。從西面突圍過來的俄軍，第一次碰上了這種由殺紅了眼的亡命徒組成的德國軍隊，始終也無法邁過伏爾加河曲地區。
在德國城市拉斯滕堡和波蘭城市肯特申之間，有一個小城叫格羅德。從小城再行使幾個小時的車程，就會看到一座森林。在二戰期間，這裡是絕對不許普通人進入的禁區。這座森林的名字叫做“沃爾弗尚採”。一條單線軌道通向森林深處，當年，鐵路兩邊是由希特勒警衛旗隊的士兵守護着。因爲要減少來自空中的注意，森林裡沒有高高的守衛塔和防空塔。鐵軌在高大的樹木中間伸向一個小小的車站“格爾利茨”。從那裡下車，就會看見兩座豎立在林間的特別的鐵塔，那是通訊塔。在兩座鐵塔的中間，一小片空地上，可以看見一個由巨石和混凝土構成的巨大入口。從那裡進去，就是臘斯登堡的“狼穴”大本營。一月二十日，莫德爾將軍披着硝煙趕到了這裡，請求元首增派一個裝甲軍歸他指揮。
希特勒答應但卻指定要把這個裝甲軍用於格扎茨克地區。而莫德爾將軍根據戰場的實際，主張把新銳兵力投放到爾熱夫地區。爲此，莫德爾將軍與希特勒之間發生了激烈的爭論。倔強的莫德爾甕聲悶氣地問：“我的元首，到底是您在指揮第9集團軍呢，還是我”
希特勒驚詫地擡起了頭，還從來沒有哪個將軍敢跟他這樣地說話，希特勒仍然語氣十分地強硬：“我命令你把裝甲軍用於格扎茨克地區”
莫德爾拒絕服從，並堅決反對希特勒干涉他的指揮權。他說，“元首是依賴地圖，而我是前線指揮官，所以我比您更瞭解前線”
希特勒終於讓步了，但他強調說，莫德爾必須承擔由此而引發的一切嚴重後果。
但是戰爭的進程卻應驗了莫德爾的判斷。俄軍對斯摩棱斯克維亞濟馬爾熱夫奧列尼諾鐵路構成的暴lou的大四邊形地區的進攻，以在爾熱夫西北最爲猛烈。不斷進行的攻擊看來是想突破德國第九集團軍的正面。該集團軍在最困難、最殘酷的戰鬥中能否守住交通線，已是生死勝負的關鍵。
第9集團軍孤立的左翼第23軍設法與第六軍恢復了接觸；來自南面的第46裝甲軍牽制住了敵人，最後把俄國第29、第39集團軍的強大部隊包圍在爾熱夫以西。俄國第30集團軍企圖突破爾熱夫以北的德軍防線，與被包圍的第29、第39集團軍七個師會合，但未得逞。不過，要阻擋幾乎突破到維亞茲馬以西汽車公路的俄國第11騎兵軍的強攻卻是不可能的，迅速集結的部隊設法爲中央集團軍羣和第9集團軍守住了這條重要的補給線並使之暢通無阻。
一月二十三日，帝國師元首團的傳奇車長弗朗茨#183;蘭戈恩科fritzlanganke所在營在斯威諾挪阿卡遭受了有裝甲部隊支援的俄軍從三個方向的猛烈攻擊。這場戰鬥持續了數小時之久，只有把最後一個可用的人都投入戰鬥反反覆覆、刺刀對刺刀的爭奪，帝國師才最終把敵人趕出了村子並使他們損失慘重接下來的幾周內，帝國師仍被安排在最艱苦的地段上。一次又一次的擋住幾個俄國師的瘋狂的進攻。二月三日，三十輛t34坦克衝擊了第10連防守的陣地，在經過殊死戰鬥後，該連僅有一名負傷者倖存。進攻的俄軍擁有四個不同兵種師，三個坦克旅和一些預備隊。二月六日，第2連也幾乎全部覆滅了，庫姆的團只剩下二百二十六人。到二月十二日，全團只剩下一百二十六個人。
二月初來自西歐的增援部隊十二個師又兩個旅和中央集團軍羣北翼部隊開始逐步地部署到位了。譬如第246步兵師向一月二十七日被包圍的別洛耶展開，可是兩天之後，俄軍成功地解救了該城，然後進行堅固防守，使之不再受攻擊；第83步兵師被派來進攻韋利日和大盧基；第330步兵師經魯德尼亞趕來進攻傑米多夫，第205步兵師也接踵而至這些部隊以及分散在這廣闊地區的其他部隊由第59軍負責指揮。該軍於一月十六日被投入戰鬥，因而可以爲維切布斯克和大盧基地區的重要鐵路線與公路線提供某些一般性保護。
莫德爾將軍得以反客爲主地部署反攻，他將新調來的裝甲軍投向戰場，並親自着指揮着部隊向俄軍發起反衝鋒，以攻對攻。二月五日，莫德爾的第9集團軍與奧列尼諾和爾熱夫附近被圍的德軍一起，從東西兩面向弗拉索夫將軍指揮的正在包圍他們的俄國第20集團軍發起了反攻。德軍第256步兵師協同帝國師元首團從缺口東面向西進攻，而黨衛軍騎兵旅和第206步兵師則從西向東進攻。被圍的德軍打通了與外界的聯繫，並很快地就切斷了俄第29集團軍與友鄰部隊的聯繫，反過來將俄軍包圍了。激烈的戰鬥持續一直到一月底，俄第29集團軍大部分被殲滅掉，但德軍的處境仍然非常地危急。
俄國西方方面軍的第5、第33集團軍攻佔了莫扎伊斯克，從一月中旬到二月中旬俄軍還先後在維亞濟馬東南空投了第8和第201空降旅以及第4空降軍的一萬名傘兵由葉夫萊因夫將軍指揮來切斷了德軍的退路。俄軍在坦克集羣暨對地攻擊機的掩護下發起衝擊，企圖解救被圍的第33集團軍，但均被莫德爾部擊退。德軍回過頭來把合圍住的俄軍給殲滅掉了。據戰史資料顯示俄國第33集團軍的番號此戰後被取消，該集團軍最終大約只有五千名倖存者逃到了南方，併入到蘇軍第11騎兵軍和第39集團軍，當時上述兩支蘇聯部隊也被莫德爾將軍打垮，險些被包圍消滅。
當然德軍付出的傷亡同樣是慘重的。莫德爾將軍憑此役以作戰殘忍而聞名了，即一旦選擇了目標，他就會不惜任何代價非要達到目的不可，即使把部隊拼到所剩無幾，血濺自己的軍裝，也決不會改變自己的決心。一九四二年二月十八日，莫德爾將軍親自來前線表彰帝國師元首團在爾熱夫納茲維附近的英勇戰鬥，他見到元首團團長奧托#183;庫姆時說，感謝暨讚賞庫姆和元首團將士所取得的令人矚目的戰績是役，該團共殲滅俄軍一萬五千人，並要接見全團的官兵；然後莫德爾關心地問：“我知道，您的團必定遭到了不少的損失。庫姆，可是我現在還缺不了你們您的團還有多少兵力呢”
庫姆指着窗外對莫德爾說：“上將閣下，我的團都在外面哩。”莫德爾朝外望去，只見那兒僅僅站着三十五個破衣爛衫、大都裹着傷創的黨衛隊隊員。
德軍終於擊退了俄軍部隊，穩守住了防線，並逐步把楔入自己後方的蘇軍部隊逐離到爾熱夫西南地區。中央集團軍羣得救了而且具有更深遠的意義的是它從根本上決定了在俄國的後續戰役的進程。
當暴風雪來臨的時候，蘇軍被迫停止了攻勢，轉入防禦。爾熱夫冬季防禦戰在戰史上是空前絕後的，因爲它是獨一無二的事件。正如奧托#183;威丁格在他的帝國師戰史中寫到那樣，“如果沒有幾個有利的因素，這個伏爾加河上的奇蹟是不會自己來臨的。如果沒有有才華的德國領導者，沒有他們無與倫比的隨機應變的才能莫德爾將軍迷人的個性是其完美的代表，這一切都是不可能的；但沒有德國士兵的勇敢，做出犧牲的決心，毅力和不可征服的生存意志，這個奇蹟同樣也不會發生。”
此役莫德爾將軍的成功正是基於他正確的判斷與果敢的決擇，以及鐵一般堅強的意志。爾熱夫防禦戰顯示了莫德爾將軍卓越的軍事指揮才能，尤其是防禦戰才華。危機解除之後，莫德爾將軍在回憶戰前同希特勒的爭執時說：“我這樣做完全是爲了獲得戰場上的自主權。因爲一個指揮官如果失去自主權，充其量只能打贏順利的仗，但永遠不能打贏硬仗、惡仗。”
一九四二年二月十七日，莫德爾將軍獲得了武裝部隊司令部okw授予的銀橡葉騎士鐵十字勳章eichenlaub的表彰，他是德軍中第七十四位獲得這一榮譽的人。此後，莫德爾將軍被希特勒本人讚譽爲“轉危爲安式的人物”，他將得到了元首更大的信任和器重。
爲了重新奪回蘇德戰場的主動權，希特勒頒發了第41號作戰命令，即“藍色方案”。秘密地把戰爭的重心轉向南方，確定了進攻高加索奪取石油，佔領頓涅茨盆地工業區和庫班的小麥區，以及斯大林格勒等目標。爲了掩蓋德軍的真實意圖，柏林方面泡製了大量的假情報來迷惑蘇軍。從五月二十九日起，莫德爾將軍所在的德國中央集團軍羣集中了七十個師的兵力，頻繁地調動，制訂了所謂的“克里姆林宮”作戰計劃，虛構着一場逼真的戰役。在這一虛構的計劃宣稱，德中央集團軍羣將以四個集團軍第2、第3裝甲集團軍，第4、第9集團軍，第59軍發起進攻，“包圍莫斯科，牢固地控制莫斯科及其周圍地區，使俄國人在戰略上失去利用這一地區的可能性”等內容。
德國人的欺騙計劃使斯大林完全上當受騙了戰後蘇聯方面的歷史資料對此進行了否認，把蘇聯最高統帥部的失誤歸咎於斯大林的，指出斯大林擔心德軍可能依託維亞茲馬爾熱夫防進攻莫斯科蘇聯把大量的軍隊和裝備集中在莫斯科方向，因此莫德爾將軍所在中央集團軍羣的佯動有力地支援了德軍在南方的進攻。
一九四二年的五月十二日，謝苗#183;康斯坦丁諾維奇#183;鐵木辛哥元帥指揮的俄國西南方面軍兩個突擊集團從哈爾科夫地區搶先展開了進攻，蘇德雙方隨即進行着激烈地戰鬥，德國的第6集團軍堪堪不敵。
五月十七日，希特勒親自下令，克萊斯特集羣十一個師從側翼向蘇軍猛攻，以攻對攻。不到兩個小時德軍就擊潰俄國第9集團軍，突入俄方縱深四十多公里，將俄軍突擊集團攔腰截爲兩段。斯大林和鐵木辛哥元帥對危險認識不足，盲目地命令蘇軍繼續向前突進。蘇聯的西南方面軍和南方方面軍陷入了合圍圈，然後遭受了毀滅性的打擊，計有十位將軍陣亡，共損失了二十七萬七千多人，喪失掉七百七十五輛坦克和五千門火炮；而德國南方集團軍羣的損失據說只有兩萬人而已。
一九四二年，蘇聯南部激戰正酣時，德國最高統帥部認爲紅軍主力已經被吸引到了南部地區，莫斯科方向應該有所削弱。於是着手製訂了“龍捲風”戰役計劃，準備要由中央集團軍羣來消滅掉尤赫諾夫、基洛夫和別廖夫地區的俄國軍團。爲了保障實施“龍捲風”wirbelwind戰役的實施，首先還設計了一個規模較小一點“小龍捲風”wirbelwindklein作戰來消滅蘇希尼奇地區的俄軍，莫德爾將軍的第9集團軍的任務是向奧斯塔什科夫地區進攻，稱之爲“德弗林戈爾戰役”，“小龍捲風”計劃將在八月七日到九日執行，目標是建立進攻莫斯科的前進基地。
不過五月二十三日，莫德爾將軍在中央戰區前線視察時不幸遭到俄國人的冷炮襲擊，彈片擊中了他的肺部，莫德爾不得不返回德國本土進行爲期兩個半月的療傷暨休養。希特勒並沒有任命新的指揮官替代他，而是由第9集團軍屬下各部隊的指揮官均上升一級，代爲執行上級部隊的指揮權。