一九四二年一月五日，约瑟夫•维萨里昂诺维奇•斯大林向红军发出了指示：“不给德寇任何喘息之机，不停顿地把他们往西驱赶。”数百万红军依次在西方、西北和西南战略方向展开了战略进攻。一月八日，随着红色信号弹的升空，威力惊人的“喀秋莎”火箭炮轰鸣，炮声隆隆，火光西起，外线的苏联加里宁方面军（五个集团军，一个骑兵军）利用冬季有利气候，率先发起了瑟乔夫卡——维亚济玛战役。该俄国方面军集中了优势兵力攻击了鲁扎河和拉马河及加里宁以北的地区，他们的目标是突破中央集团军群的边缘地区，在第9集团军后方实施一次深远的包围运动。俄国第39集团军突破了德军在尔热夫以西的阵地，然后转兵攻打尔热夫以及德国第9集团军司令部所在地瑟乔夫卡。
　　一月十日，朱可夫指挥的俄西方面军以非常强大的快速兵力（九个集团军和两个骑兵军）实施了尔热夫——维亚济玛战役。俄军的意图是从德军中央集团军群与北方集团军群薄弱的接合部打开一个极为危险的突破口与前面已展开进攻的加里宁方面军等共计四个方面军二十个集团军的兵力两面迂回包抄德国中央集团军群的主力，将它聚歼在尔热夫，维亚济玛和斯摩棱斯克地区。在如此凶悍的攻击之下，德军的防线被摧垮了，俄国坦克长驱直入由卡卢加、别廖夫以东地域实施的进攻扩大了这一缺口，并进抵尤赫诺夫、苏希尼奇一线，一直冲杀到了德军后方的霍尔姆、大卢基地区。
　　德第4集团军与第2装甲集团军经过激烈的战斗，联袂于苏希尼奇以西地域堵住了战线缺口，并协同左邻第4装甲集团军一起组织起了从尤赫诺夫到格扎茨克的防御。突入的俄国部队第33集团军和近卫第1骑兵军继续向斯摩棱斯克方向迅速突进，直指多罗戈布日地域，他们切断了布良期克-维亚济马铁路，使正在撤退中的德第4集团军陷入巨大威胁中。突入德军后方的这一股强大的俄军部队在德军勉强拼凑起来的这条防线背后制造着难以估测的危机。他们不断攻击着德国第4集团军与第9集团军间唯一的交通线斯摩棱斯克——维亚济马铁路或拦截德军的后勤补结纵队。
　　更为糟糕的是前方的德军部队也守不住希特勒原先指定的防线，中央集团军群的第2装甲集团军及第2集团军为了躲避合围，撤向了西南方向。当第9集团军等部队忙于在尔热夫以西阻击俄军，另外的俄国军团则已从德第9集团军、第16集团军的结合部直插贝里（Baly），德国中央集团军群的防线实际上已被肢解得支离破碎。
　　在尔热夫地区的第9集团军与第4装甲集团军约九个师（称之为尤赫诺夫集团）已经深陷在由红军构筑的几乎快要被封闭的包围圈内。俄军大约有十个步兵师、四个骑兵师的兵力围在了第9集团军的周围，最近的已攻击到集团军司令部几英里远的地方。
　　所幸的是戈特哈德•海因里希指挥第4集团军仍在死守着包围圈的缺口，迟滞着苏联左路军从南面慢慢封闭包围圈的行动；友邻的第4装甲集团军刚刚经历了人事的更迭，埃里希•赫普纳上将因为擅自撤退而被免职，起初希特勒想把他开除军职贬为平民，但后来更为明智的意见占了上风，赫普纳继续享受着全薪和退休金，原第5军军长理查德•鲁奥夫将军现在指挥着第4装甲集团军。
　　维亚济马——斯摩陵克的公路被俄第11骑兵军（由别诺夫将军指挥）切断，俄第29集团军切断了莫斯科——尔热夫铁路......一条条的公路、铁路已经被切断。第9集团军三面被围，唯一没有被包围的一面则活跃着力量非常强大的苏联游击队。原本并不起眼的尔热夫城一下子成了苏德双方争夺的焦点，它的得失甚至关系着整个中部战局的成败，希特勒把尔热夫称之为“触角伸向莫斯科的飞地”。
　　已经分不清哪是前方哪是后方，部队之间的联系中断，在此万分危急的情况之下，只有摩德尔将军一个人保持着镇定与沉着，他不考虑退却。时任党卫军第8骑兵旅旅长费格莱因将军（这也是一个传奇人物，希特勒的情妇布劳恩对费格莱因非常钦慕，为了能够让他时常在自己身边，把自己的妹妹嫁给了他。）后来回忆说，摩德尔将军来到了第9集团军司令部时，他见到的是一张张沮丧而绝望的脸。
　　在简单地了解战场态势之后，摩德尔胸有成竹地提出了自己的作战思路，他在地图上向司令部的军官们讲解着应敌之策。众人面面相觑，作战参谋巴洛克问摩德尔将军带来多少增援部队，摩德尔回答说：“就我一个。”
　　在零下五十二度的恶劣环境下，摩德尔将军冷静地指挥着部队进行着顽强地防守。譬如党卫队一级突击队大队长奥托•库姆奉摩德尔的命令率领着（帝国师）元首团，在尔热夫附近的伏尔加河曲地区进入阻击阵地，他们冒着严寒，日日夜夜不倦地阻击数倍于已的俄军。由于战线交错，甚至连库姆所在的团部都直接参加了战斗。这场阻击战无论是对俄军，还是对武装党卫队元首团而言，都是一场灾难。从西面突围过来的俄军，第一次碰上了这种由杀红了眼的亡命徒组成的德国军队，始终也无法迈过伏尔加河曲地区。
　　他将部分主力从相对平静的战线上撤下来，再加上希特勒调来的援兵，摩德尔有了六个师的兵力填补尔热夫以北贝里附近的缺口，截击突破的俄国军队。
　　在德国城市拉斯滕堡和波兰城市肯特申之间，有一个小城叫格罗德。从小城再行使几个小时的车程，就会看到一座森林。在二战期间，这里是绝对不许普通人进入的禁区。这座森林的名字叫做“沃尔弗尚采”。一条单线轨道通向森林深处，当年，铁路两边是由希特勒警卫旗队的士兵守护着。因为要减少来自空中的注意，森林里没有高高的守卫塔和防空塔。铁轨在高大的树木中间伸向一个小小的车站“格尔利茨”。从那里下车，就会看见两座竖立在林间的特别的铁塔，那是通讯塔。在两座铁塔的中间，一小片空地上，可以看见一个由巨石和混凝土构成的巨大入口。从那里进去，就是腊斯登堡的“狼穴”大本营。一月二十日，摩德尔将军披着硝烟赶到了这里，请求元首增派第47装甲军归他指挥。
　　希特勒答应但却指定要把这个装甲军用于格扎茨克地区，因为俄国第33集团军已经威胁到了德军唯一的运输补结线。摩德尔将军根据战场的实际，主张集中兵力稳固北面防线，而不是分散兵力去向南北两个方向进攻，因此新锐兵力应投放到尔热夫地区。为此，摩德尔将军与希特勒之间发生了激烈的争论。
　　倔强的摩德尔瓮声闷气地问：“我的元首，到底是您在指挥第9集团军呢，还是我？”
　　希特勒惊诧地抬起了头，还从来没有哪个将军敢跟他这样地说话，希特勒仍然语气十分地强硬：“我命令你把装甲军用于格扎茨克地区！”
　　“我不会执行这一命令。”摩德尔拒绝服从，并坚决反对希特勒干涉他的指挥权。他说，“元首是依赖地图，而我是前线指挥官，所以我比您更了解前线！”
　　希特勒终于让步了，但他强调说，摩德尔必须承担由此而引发的一切严重后果。
　　这天晚上，希特勒与希姆莱共进晚餐的时候谈到了白天的事情，希特勒慨叹着：“做将军必须要冷酷无情，得像獒一样威猛倔犟。我不欣赏那些夸夸其谈的将军们，我希望看到的是理论如何地贯彻于实践。如果一个将军胜任的话，他就应该得到与身份相符的指挥权限。”
　　战争的进程真的应验了摩德尔的判断。俄军对斯摩棱斯克—维亚济马—尔热夫—奥列尼诺铁路构成的暴露的大四边形地区的进攻，以在尔热夫西北最为猛烈。不断进行的攻击看来是想突破德国第九集团军的正面。该集团军在最困难、最残酷的战斗中能否守住交通线，已是生死胜负的关键。
　　第9集团军孤立的左翼（第23军）设法与第六军恢复了接触；来自南面的第46装甲军牵制住了敌人，最后把俄国第29、第39集团军的强大部队包围在尔热夫以西。俄国第30集团军企图突破尔热夫以北的德军防线，与被包围的第29、第39集团军（七个师）会合，但未得逞。不过，要阻挡几乎突破到维亚兹马以西汽车公路的俄国第11骑兵军的强攻却是不可能的，迅速集结的部队设法为中央集团军群和第9集团军守住了这条重要的补给线并使之畅通无阻。
　　一月二十三日，帝国师元首团的传奇车长弗朗茨•兰戈恩科（FritzLanganke）所在营在斯威诺挪阿卡遭受了有装甲部队支援的俄军从三个方向的猛烈攻击。这场战斗持续了数小时之久，只有把最后一个可用的人都投入战斗（反反复复、刺刀对刺刀的争夺），帝国师才最终把敌人赶出了村子并使他们损失惨重......接下来的几周内，帝国师仍被安排在最艰苦的地段上。一次又一次的挡住几个俄国师的疯狂的进攻。二月三日，三十辆T-34坦克冲击了第10连防守的阵地，在经过殊死战斗后，该连仅有一名负伤者幸存。进攻的俄军拥有四个不同兵种师，三个坦克旅和一些预备队。二月六日，第2连也几乎全部覆灭了，库姆的团只剩下二百二十六人。到二月十二日，全团只剩下一百二十六个人。
　　二月初来自西欧的增援部队(十二个师又两个旅)和中央集团军群北翼部队开始逐步地部署到位了。譬如第246步兵师向一月二十七日被包围的别洛耶展开，可是两天之后，俄军成功地解救了该城，然后进行坚固防守，使之不再受攻击；第83步兵师被派来进攻韦利日和大卢基；第330步兵师经鲁德尼亚赶来进攻杰米多夫，第205步兵师也接踵而至......这些部队以及分散在这广阔地区的其他部队由第59军负责指挥。该军于一月十六日被投入战斗，因而可以为维切布斯克和大卢基地区的重要铁路线与公路线提供某些一般性保护。
　　摩德尔将军得以反客为主地部署反攻，他将新调来的第47装甲军投向战场，并亲自着指挥着部队向俄军发起反冲锋，以攻对攻。二月五日，摩德尔的第9集团军与奥列尼诺和尔热夫附近被围的德军一起，从东西两面向弗拉索夫将军指挥的正在包围他们的俄国第20集团军发起了反攻。德军第256步兵师协同帝国师元首团从缺口东面向西进攻，而党卫军骑兵旅和第206步兵师则从西向东进攻。被围的德军打通了与外界的联系，并很快地就切断了俄第29集团军与友邻部队的联系，反过来将俄军包围了。激烈的战斗持续一直到一月底，摩德尔歼灭了俄第29集团军二万六千人，缴获火炮三百四十三门。
　　但德军的处境仍然非常地危急，俄国西方方面军的第5、第33集团军攻占了莫扎伊斯克，从一月中旬到二月中旬俄军还先后在维亚济马东南空投了第8和第201空降旅以及第4空降军的一万名伞兵（由叶夫莱因夫将军指挥）来切断了德军的退路。俄军在坦克集群暨对地攻击机的掩护下发起冲击，企图解救被围的第33集团军，但均被摩德尔部击退。德军回过头来把合围住的俄军给歼灭掉了。据战史资料显示俄国第33集团军的番号此战后被取消，该集团军最终大约只有五千名幸存者逃到了南方，并入到苏军第11骑兵军和第39集团军，当时上述两支苏联部队也被摩德尔将军打垮，险些被包围消灭。
　　当然德军付出的伤亡同样是惨重的。摩德尔将军凭此役以作战残忍而闻名了，即一旦选择了目标，他就会不惜任何代价非要达到目的不可，即使把部队拼到所剩无几，血溅自己的军装，也决不会改变自己的决心。一九四二年二月十八日，摩德尔将军亲自来前线表彰帝国师元首团在尔热夫纳兹维附近的英勇战斗，他见到元首团团长奥托•库姆时说，感谢暨赞赏库姆和元首团将士所取得的令人瞩目的战绩(是役，该团共歼灭俄军一万五千人)，并要接见全团的官兵；然后摩德尔关心地问：“我知道，您的团必定遭到了不少的损失。库姆，可是我现在还缺不了你们......您的团还有多少兵力呢？”
　　库姆指着窗外对摩德尔说：“上将阁下，我的团都在外面哩。”摩德尔朝外望去，只见那儿仅仅站着三十五个破衣烂衫、大都裹着伤创的党卫队队员。
　　德军终于击退了俄军部队，稳守住了防线，并逐步把楔入自己后方的苏军部队逐离到尔热夫西南地区。中央集团军群得救了！而且具有更深远的意义的是它从根本上决定了在俄国的后续战役的进程。
　　当暴风雪来临的时候，苏军被迫停止了攻势，转入防御。尔热夫冬季防御战在战史上是空前绝后的，因为它是独一无二的事件。正如奥托•威丁格在他的《帝国师战史》中写到那样，“如果没有几个有利的因素，这个‘伏尔加河上的奇迹’是不会自己来临的。如果没有有才华的德国领导者，没有他们无与伦比的随机应变的才能——摩德尔将军迷人的个性是其完美的代表，这一切都是不可能的；但没有德国士兵的勇敢，做出牺牲的决心，毅力和不可征服的生存意志，这个‘奇迹’同样也不会发生。”
　　此役摩德尔将军的成功正是基于他正确的判断与果敢的决择，以及铁一般坚强的意志。尔热夫防御战显示了摩德尔将军卓越的军事指挥才能，尤其是防御战才华。危机解除之后，摩德尔将军在回忆战前同希特勒的争执时说：“我这样做完全是为了获得战场上的自主权。因为一个指挥官如果失去自主权，充其量只能打赢顺利的仗，但永远不能打赢硬仗、恶仗。”
　　一九四二年二月十七日，摩德尔将军获得了武装部队司令部（OKW）授予的银橡叶骑士铁十字勋章（Eichenlaub）的表彰，他是德军中第七十四位获得这一荣誉的人。此后，摩德尔将军被希特勒本人赞誉为“转危为安式的人物”，他将得到了元首更大的信任和器重。
　　为了重新夺回苏德战场的主动权，希特勒颁发了第41号作战命令，即“蓝色方案”。秘密地把战争的重心转向南方，确定了进攻高加索夺取石油，占领顿涅茨盆地工业区和库班的小麦区，以及斯大林格勒等目标。为了掩盖德军的真实意图，柏林方面泡制了大量的假情报来迷惑苏军。从五月二十九日起，摩德尔将军所在的德国中央集团军群集中了七十个师的兵力，频繁地调动，制订了所谓的“克里姆林宫”作战计划，虚构着一场逼真的战役。在这一虚构的计划宣称，德中央集团军群将以四个集团军（第2、第3装甲集团军，第4、第9集团军，第59军）发起进攻，“包围莫斯科，牢固地控制莫斯科及其周围地区，使俄国人在战略上失去利用这一地区的可能性”等内容。
　　德国人的欺骗计划使斯大林完全上当受骗了！（战后苏联方面的历史资料对此进行了否认，把苏联最高统帅部的失误归咎于斯大林的独裁，指出斯大林担心德军可能依托维亚兹马—尔热夫防进攻莫斯科）苏联把大量的军队和装备集中在莫斯科方向，因此摩德尔将军所在中央集团军群的佯动有力地支援了德军在南方的进攻。
　　一九四二年的五月十二日，谢苗•康斯坦丁诺维奇•铁木辛哥元帅指挥的俄国西南方面军两个突击集团从哈尔科夫地区抢先展开了进攻，苏德双方随即进行着激烈地战斗，德国的第6集团军堪堪不敌。
　　五月十七日，希特勒亲自下令，克莱斯特集群（十一个师）从侧翼向苏军猛攻，以攻对攻。不到两个小时德军就击溃俄国第9集团军，突入俄方纵深四十多公里，将俄军突击集团拦腰截为两段。斯大林和铁木辛哥元帅对危险认识不足，盲目地命令苏军继续向前突进。苏联的西南方面军和南方方面军陷入了合围圈，然后遭受了毁灭性的打击，计有十位将军阵亡，共损失了二十七万七千多人，丧失掉七百七十五辆坦克和五千门火炮；而德国南方集团军群的损失据说只有两万人而已。
　　一九四二年，苏联南部激战正酣时，德国最高统帅部认为红军主力已经被吸引到了南部地区，莫斯科方向应该有所削弱。于是着手制订了“龙卷风”战役计划，准备要由中央集团军群来消灭掉尤赫诺夫、基洛夫和别廖夫地区的俄国军团。为了保障实施“龙卷风”（Wirbelwind）战役的实施，首先还设计了一个规模较小一点“小龙卷风”[Wirbelwind（Klein）]作战来消灭苏希尼奇地区的俄军，摩德尔将军的第9集团军的任务是向奥斯塔什科夫地区进攻，称之为“德弗林戈尔战役”，“小龙卷风”计划将在八月七日到九日执行，目标是建立进攻莫斯科的前进基地。
　　不过五月二十三日，摩德尔将军在中央战区前线视察时不幸遭到俄国人的冷炮袭击，弹片击中了他的肺部，摩德尔不得不返回德国本土进行为期两个半月的疗伤暨休养。希特勒并没有任命新的指挥官替代他，而是由第9集团军属下各部队的指挥官均上升一级，代为执行上级部队的指挥权。