Немецким командованием была задумана самая грандиозная операция из проводившихся ранее. Никогда ранее на одном операционном направлении не собиралось сразу три танковых группы. Численность личного состава группы армий «Центр» в начале октября составляла 1 929 406 человек. В «Тайфуне» были задействованы три армии и три танковых группы, насчитывавшие в общей сложности 78 дивизий, в том числе 46 пехотных, 14 танковых, 8 моторизованных, 1 кавалерийскую, 6 охранных дивизий и 1 кавалерийскую бригаду СС. На 10 сентября 1941 г. в 14 танковых дивизиях насчитывалось 2304 танка (108 Pz.I, 535 Pz.II, 811 Pz.III, 110 Pz.35(t), 312 Pz.38(t), 280 Pz.IV, 148 командирских). Эта цифра включает общее число танков, включая находившиеся в ремонте. К началу операции часть подсчитанных танков могла быть потеряна, некоторые дивизии получили пополнение. 12 сентября в качестве пополнения были направлены из резерва ОКХ 35 Pz.38(t), 71 Pz.III, 30 Pz.IV. Ещё 56 Pz.38(t), 95 Pz.III и 30 Pz.IV поступили в течение сентября и октября{102}. Все это позволяет оценить нацеленный на Москву танковый кулак в 1700—2000 боеготовых машин. В операции приняли участие две свежих танковых дивизии: 2-я (63 Pz.II, 105 Pz.III, 20 Pz.IV и 6 командирских) и 5-я (55 Pz.II, 105 Pz.III, 20 Pz.IV и 6 командирских). Авиационное обеспечение «Тайфуна» осуществлял 2-й воздушный флот под командованием генерал-фельдмаршала Альберта Кессельринга. В его состав входили 2-й и 8-й авиакорпуса и зенитный корпус. Переброской авиасоединений из групп армий «Север» и «Юг» немецкое командование довело к началу операции «Тайфун» количество самолётов 2-го воздушного флота до 1320 машин (720 бомбардировщиков, 420 истребителей, 40 штурмовиков и 140 разведчиков).
«Группой армий Тимошенко» Гитлер назвал войска западного направления, которое длительное время возглавлял маршал С. К. Тимошенко. К началу операции «Тайфун» это название уже не соответствовало действительности. 11 сентября C. K. Тимошенко возглавил Юго-Западное направление, а 16 сентября само Западное направление было расформировано. Вместо этого советские войска на западном направлении объединялись в три фронта. Западный фронт под командованием генерал-полковника И. С. Конева занимал полосу шириной около 300 км по линии Андреаполь, Ярцево, западнее Ельни. В первом эшелоне оборонялись: 22-я армия генерал-майора В. А. Юшкевича — на осташковском направлении, 29-я армия генерал-лейтенанта И. И. Масленникова — на ржевском, 30-я армия генерал-майора В. А. Хоменко и часть сил 19-й армии генерал-лейтенанта М. Ф. Лукина — на сычевском, часть сил 19-й армии, 16-я армия генерал-лейтенанта К. К. Рокоссовского и 20-я армия генерал-лейтенанта Ф. А. Ершакова — на вяземском направлении. Всего в составе Западного фронта было 30 стрелковых дивизий, 1 стрелковая бригада, 3 кавалерийских дивизии, 28 артиллерийских полков, 2 мотострелковые дивизии, 4 танковых бригады. Танковые войска фронта насчитывали 475 танков (19 KB, 51 Т-34, 101 БТ, 298 Т-26, 6 Т-37).