莫斯科面前
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此后不久莫德尔被晋升为装甲部队司令(中将)，并指挥德国第41装甲军，该军参与台风行动以进攻莫斯科。这次进攻于1941年10月2日开始，和莫德尔于战斗中在1月14日来到了自己新的司令部。
该军属于由格奥尔格-汉斯·莱因哈特的第3装甲集团的一部分，当时位于莫斯科西北是位于160公里(100英里)的加里宁。当地是1条漫长而脆弱的补给线的终点(莫德尔是在10月28日被晋升，并需要2个星期的时间前往加里宁)，寒冷的天气已开始阻碍了德军的前进。不过士气仍然很高，他的到来不久后开始最终向莫斯科前进。莫德尔是位精力充沛的将领，她旋风式的走访战线和劝告他的部队作出更大的努力;他还不理会礼节和指挥结构，和一般其参谋人员尾随在他之后离开。12月5日，第41装甲军的第6装甲师已达到Iohnca，距离克里姆林宫只有35公里(22英里)。在那里，攻势被迫停止，因为冬季-按照俄罗斯的标准来讲相对温和-阻止了进攻。气温下降至零下20至40℃，武器和车辆被冰块卡住，并使德国人被迫停止进攻行动。
正如德国人作出这一决定，苏联加里宁、西和西南方面军发起了声势浩大的反击，旨在迫使中央集团军从莫斯科撤走。特别强劲的攻击是针对第3装甲集团，一些部队更渗透入市内。在3个星期的混乱而野蛮的战斗中，莱因哈特令他的部队摆脱潜在的包围威胁及撤回落至拉马河防线。由于负责指挥撤退，莫德尔的苛刻，几乎以粗暴的领导作风恐吓威胁以感染德军的队伍。有几次，他在1个拥挤的十字路口以1支手枪恢复了秩序，但从来没有成为溃退。
在此期间，莫德尔注意到，苏联的攻击使用的集体和战术配合欠佳，往往最成功的是在德军使用重点防守据点，而不是在1条连续的战线上。此外，苏联的后勤供应仍不足以支持快速机动的战斗;因此，即使有空隙形成，但并不会自动意味着危机。因此，他命令部下自行展开，利用部队对苏联在火炮方面的优势，组织一些小型的战斗群以进行突破。他的战术是成功的，但代价昂贵(至1941年年底，第6装甲师只能纠集1,000人，其中包括所有前线、支援和参谋人员)。他在其整个职业生涯将继续倡导类似的战术。[8]
热泽夫战役
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莫德尔在1942年1月接掌第9军团的指挥权，当时它占领热泽夫突出部。
在前线，莫德尔尝试稳住局势。他的防御方式奠基于以下的原则:
确保情报是最新的，根据前线的情况和侦察来制定战术，而不是根据来自后方的命令。
连续不间断的防线，在战线最前方布置哨兵，主要的兵力摆在后方。