С 10 июля по 10 сентября 1941 года проходило Смоленское сражение.

Западный фронт, понеся громадные потери первых дней войны, пополнился новыми силами. С Украины к Смоленску переброшена 16-я армия М.Ф.Лукина , и 19-я армия И.С.Конева, так же развернуты 20-я, 21-я, и 22-я армии.

Группа армий «Центр» наступая силами 3-й танковой группы Гота и 2-й танковой группы Гудериана имела целью соединиться и окружить восточнее Смоленска основные части Западного фронта. Немецкое наступление шло по двум основным направлениям: через Витебск на Духовщину и через Шклов и Копысь на Смоленск и Ельню. С 10 по 20 июля немецкие войска прорвали оборону Западного фронта на правом крыле и в центре продвинувшись до 200 км, окружив Могилев, захватили Оршу, часть Смоленска, Ельню, Кричев. С первых же дней сражения борьба приняла исключительно острый характер. Несмотря на то, что наступавшие немецкие части обладали большим превосходством в танках и авиации, они повсюду встречали активное противодействие. Советские войска отвечали на атаки противника контратаками и контрударами. Особенно следует подчеркнуть ту огромную роль, которую сыграла в этот период артиллерия. В это время войсках появилась реактивная артиллерия – «Катюши», впервые испытанная 15 июля под Рудней в полосе 20-й армии.

Серьезной проблемой группы армий «Центр» было то, что ушедшие вперед моторизированные корпуса Гота и Гудериана не поддерживались пехотой (она освободится позже), которая была задействована ликвидацией окруженных под Минском и Белостоком.. Тем не менее, быстрое продвижение немецких войск поставило 16-ю и 20-ю советские армии стоявшие в центре фронта в полу-окружение. Для предотвращения быстрого продвижения противника и исключения окружения советские войска переходят в контрнаступление ударами во фланг немецким силам.

13 июля осуществляется контрудар силами 63-го «черного» корпуса Л.Г.Петровского (21-я армия). 14 июля корпус вступает в Жлобин и продолжает наступление, угрожая, коммуникация немцев под Могилевом, где был окружен 61-й стрелковый корпус.

С 21 июля по 7 августа советские войска предпринимают контрнаступление силами нескольких армий для разгрома смоленской группировки противника. Немцы в свою очередь усиливают наступление и 27 июля окружают восточнее Смоленска 16-ю и 20-ю армии, но продолжающееся советское контрнаступление приводит к тому, что 1 августа у Ярцево к окруженным пробивается коридор. Значительная часть войск выводится за Днепр.

30 июля немцы были вынуждены на московском направлении временно перейти к обороне. С 8 по 21 августа немцы продвинулись на 120 -140 км.

16 августа войска Западного фронта, предприняли наступление против духовщинской и ельнинской группировок немцев. Под Ельней результат был наиболее удачным. 1 сентября войска 24-й армии сломив сопротивление противника, ликвидировали так называемый «ельнинский выступ» 6 сентября Ельня была взята. Немцы были разбиты и отброшены, нанесено поражение 10 дивизиям, перейди к стратегической обороне. За эту операцию звания гвардейских  впервые были удостоены 4 советских дивизии. Это позволило на месяц задержать здесь немецкие войска, но в Прибалтике и на южном крыле Красная армия вынуждена была отступать. В ходе Смоленского сражения немцам удалось взять около 180 тыс. пленных из состава окруженных в городе советских войск, но сил для развития наступления на Москву было недостаточно.

По словам А.М.Василевского, значение Смоленского сражения состояло в том, что немецкие войска были задержаны на главном- Московском направлении. Это явилось для нас крупным стратегическим успехом. Советское командование получило как дополнительное время для создания новых мощных резервов, так и для укрепления Москвы.