Известно, что первое серьезное поражение противнику было нанесено в контрнаступлении под Москвой, которое продолжалось с 5 декабря 1941 года по 7 января 1942 года. Оно продолжалось 34 суток. Общая ширина фронта боевых действий составила 1000 километров, а глубина продвижения советских войск – 100–250 км. Среднесуточные темпы наступления стрелковых соединений равнялись 3–6 км.
В ходе этой операции был сорван план противника по овладению Москвой, нанесенное поражение войскам группы армий «Центр». Был развеян миф о непобедимости германских войск. Цифру потерь в период наступления советских войск под Москвой командование Германии не публикует. Но, ссылаясь на «Военный дневник» Ф. Гальдера, можно подсчитать, что с 10 декабря 1941 года по 10 февраля 1942 года сухопутные войска Германии потеряли на Восточном фронте 191 тысячу человек. Значительная часть этих сил находилась под Москвой. В ходе операции советские войска безвозвратно потеряли 139,6 тысячи человек, ранеными и обмороженными – 231,4 тысячи человек.
Таким образом, с конца 1941 года уже нужно говорить о советском военном искусстве, хотя и очень осторожно. Генеральный штаб РККА во главе с Маршалом Советского Союза Б. М. Шапошниковым начал планировать операции групп фронтов и добивался их проведения.
После битвы под Москвой активизировалась и советская военная наука. Начиная с зимы 1942 года в войска в массовом количестве начали поступать различного рода памятки и брошюры серии «Из боевого опыта фронтовика». Широкое распространение в войсках получила «Памятка танкистам по борьбе наших танков с танками врага», изданная летом 1942 года, брошюра Героя Советского Союза генерал-майора А. И. Лизюкова «Что надо знать воину Красной Армии о боевых приемах немцев» (январь 1942 г.), сборник «Артиллерийское наступление» (апрель 1942 г.). Для систематического и целенаправленного изучения и обобщения боевого опыта и распространения его в войсках в мае 1942 года в Генеральном штабе РККА был создан специальный отдел по исследованию опыта Великой Отечественной войны, который вместе с военно-историческим отделом значительно расширил сферу научного исследования боевого опыта действующих войск.
Однако ошибки советского командования, допущенные весной 1942 года, нельзя расценивать иначе, как крупные недостатки советского военного искусства. В результате Воронежско-Ворошиловоградской оборонительной операции (28 июня – 24 июля 1942 г.), которая велась на фронте до 900 километров в течение 27 суток, советские войска отошли на 150–400 километров, оставили Донбасс и отошли к Ростову-на-Дону. При этом их людские потери составили 568,3 тысячи человек. Потери немецких сухопутных войск, если верить Ф. Гальдеру, за два месяца наступления по состоянию на 20 июля 1942 года составили 26,3 тысячи человек.
Неудачи Красной Армии летом 1942 года также были тщательно изучены и проанализированы Генеральным штабом РККА. В результате появились приказ НКО № 306 от 8 октября 1942 года, который вводил новые боевые порядки для стрелковых войск в наступлении, и приказ НКО № 325 от 16 октября 1942 года, который обязывал использовать танковые и механизированные корпуса массированно в качестве эшелона развития успеха на направлении главного удара. Был разработан новый Боевой устав пехоты до дивизии включительно (БУП-42).