Германия
Группа армий «Центр» (генерал-фельдмаршал Ф. фон Бок)
9-я армия (генерал-полковник А. Штраус)
23-й армейский корпус (генерал пехоты А. Шуберт; на левом фланге 3-й танковой группы): 251-я, 102-я, 256-я и 206-я пехотные дивизии
3-я танковая группа (в подчинении 9-й армии; генерал-полковник Г. Гот, с 5 октября генерал танковых войск Г. Рейнгард)
6-й армейский корпус (генерал инженерных войск О.-В. Форстер): 110-я и 26-я пехотные дивизии
41-й моторизованный корпус (генерал танковых войск Г. Рейнгард): 36-я моторизованная, 1-я танковая и 6-я пехотная дивизии
56-й моторизованный корпус (генерал танковых войск Ф. Шааль): 6-я и 7-я танковые и 129-я пехотная дивизии
5-й армейский корпус (генерал пехоты Р. Руофф): 5-я, 35-я и 106-я пехотные дивизии
9-я армия, продолжение на правом (южном) фланге 3-й танковой группы
8-й армейский корпус (генерал артиллерии В. Гейтц): 8-я, 28-я и 87-я пехотные дивизии
27-й армейский корпус (генерал пехоты А. Вагер): 86-я, 162 и 255-я пехотные дивизии
Резерв 9-й армии: 161-я пехотная и 14-я моторизованная дивизии
4-я армия (генерал-фельдмаршал Г. фон Клюге)
9-й армейский корпус (генерал пехоты Г. Гейер): 137-я, 263-я, 183-я и 292-я пехотные дивизии
20-й армейский корпус (генерал пехоты Ф. Матерна): 268-я, 15-я и 78-я пехотные дивизии
7-й армейский корпус (генерал артиллерии В. Фармбахер): 7-я, 23-я, 197-я и 167-я пехотные дивизии
4-я танковая группа (в подчинении 4-й армии; генерал-полковник Э. Гёпнер)
57-й моторизованный корпус (генерал танковых войск А. Кунцен): 20-я танковая, 3-я моторизованная дивизии и дивизия СС «Райх»
46-й моторизованный корпус (генерал танковых войск Г. фон Фиттингоф-Шеель): 5-я и 11-я танковые, 252-я пехотная дивизии
40-й моторизованный корпус (генерал танковых войск Г. Штумме): 2-я и 10-я танковые, 258-я пехотная дивизии
12-й армейский корпус (генерал пехоты В. Шрот): 98-я и 34-я пехотные дивизии.
2-я армия (генерал-полковник М. фон Вейхс)
13-й армейский корпус (генерал пехоты Г. Фельбер): 17-я и 260-я пехотные дивизии
43-й армейский корпус (генерал пехоты Г. Хейнрици): 52-я и 131-я пехотные дивизии
53-й армейский корпус (генерал пехоты В. Вайзенбергер): 56-я, 31-я и 167-я пехотные дивизии
Резерв 2-й армии: 112-я пехотная дивизия
2-я танковая группа, с 5 октября 2-я танковая армия (генерал-полковник Г. Гудериан)
47-й моторизованный корпус (генерал танковых войск Й. Лемельзен): 17-я и 18-я танковые и 29-я моторизованная дивизии
24-й моторизованный корпус (генерал танковых войск Л. Гейр фон Швеппенбург): 3-я и 4-я танковые, 10-я моторизованная дивизии
48-й моторизованный корпус (генерал танковых войск В. Кемпф): 9-я танковая и 16-я и 25-я моторизованные дивизии
35-е командование (генерал артиллерии Р. Кемпфе): 95-я, 196-я, 262-я, 293-я пехотные и 1-я кавалерийская дивизии
34-е командование (генерал пехоты Г. Мец): 45-я и 134-я пехотные дивизии
В резерве группы армий: 19-я танковая дивизия, 900-я моторизованная бригада и моторизованный полк «Великая Германия»
Охрана тыла: 339-я и 707-я пехотные дивизии, 221-я, 286-я, 403-я и 454-я охранные дивизии, кавалерийская бригада СС.
Авиационная поддержка — 2-й воздушный флот генерал-фельдмаршала А. Кессельринга (1320 самолётов).
СССР
На Московском направлении полосу около 800 км обороняли войска Западного, Брянского, Резервного фронтов, которые насчитывали около 1 250 000 человек, более 10,5 тыс. орудий и миномётов (из них около 1200 противотанковых), 1044 танка.
Западный фронт (генерал-полковник И. С. Конев) в составе:
22-я армия (генерал-майор В. А. Юшкевич)
29-я армия (генерал-лейтенант И. И. Масленников)
30-я армия (генерал-майор В. А. Хоменко)
19-я армия (генерал-лейтенант М. Ф. Лукин)
16-я армия (генерал-лейтенант К. К. Рокоссовский)
20-я армия (генерал-лейтенант А. А. Власов)
Резервный фронт (Маршал Советского Союза С. М. Будённый) в составе:
(во втором эшелоне Западного фронта)
31-я армия (генерал-майор В. Н. Далматов)
49-я армия (генерал-лейтенант И. Г. Захаркин)
32-я армия (генерал-майор С. В. Вишневский)
33-я армия (комбриг Д. Н. Онуприенко)
(в первом эшелоне)
24-я армия (генерал-майор К. И. Ракутин)
43-я армия (генерал-майор П. П. Собенников)
Брянский фронт (генерал-полковник Я. Т. Черевиченко) в составе:
50-я армия (генерал-майор М. П. Петров)
3-я армия (генерал-майор Я. Г. Крейзер)
13-я армия (генерал-майор А. М. Городнянский)
Оперативная группа (генерал-майор А. Н. Ермаков)
ВВС трёх советских фронтов насчитывали 568 самолётов (210 бомбардировщиков, 265 истребителей, 36 штурмовиков, 37 разведчиков). Помимо этого уже в первые дни сражения в бой были введены 368 бомбардировщиков дальней авиации и 423 истребителя и 9 разведчиков истребительной авиации ПВО Москвы. Таким образом, силы ВВС Красной армии на московском направлении практически не уступали противнику и насчитывали 1368 самолётов.
Главный маршал ВВС — Александр Александрович Новиков.
