Тем не менее, 3-я танковая группа продолжала продвигаться вглубь советской территории. Через Ржев, Калинин и Клин её танки наступали на Москву, охватывая столицу с севера. В конце ноября 1941 года подразделения 56-го танкового корпуса (6-я и 7-я танковые и 14-я моторизованная дивизия), нанося удар в слабое место обороны советских войск — стык между 30-й и 16-й армиями, вышли к каналу Москва — Волга. Боевая группа под командованием полковника Мантойфеля (6-й стрелковый и 25-й танковый полки) в ночь на 28 ноября завладела мостом в Яхроме, закрепилась на правом берегу канала и начала продвижение в сторону Дмитрова, где находились армейские штабы. Командующий 1-й ударной армией генерал-лейтенант В. И. Кузнецов бросил против прорвавшихся немецких танков единственную реальную силу, оказавшуюся в его распоряжении в тот момент, — бронепоезд № 73 войск НКВД по охране железных дорог. В состав бронепоезда входили бронепаровоз и два мотоброневагона Д-2, вооружённые двумя 76-мм пушками каждый. Выйдя к мосту, бронепоезд открыл огонь. Сразу же загорелись три танка Pz.38(t), остальные открыли огонь прямой наводкой. Для более успешного маневрирования и увеличения сектора обстрела командир бронепоезда капитан Ф. Д. Малышев приказал отцепить один мотоброневагон и вывести его на параллельный путь. Теперь немецким танкистам приходилось вести огонь по двум целям. Им удалось подбить бронепаровоз, а один мотоброневагон был вынужден отойти к Дмитрову. После быстротечного ремонта он вернулся на поле боя, который продолжался до темноты. Немцы потеряли в этом бою 12 танков, 24 автомашины и не менее 700 солдат и офицеров. 29 ноября контратакой 123-го и 133-го отдельных танковых батальонов, 29-й и 44-й стрелковых бригад при поддержке артиллерии немцев удалось отбросить на западный берег канала. 30 ноября, истощив свой наступательный потенциал, противник на этом участке перешёл к обороне.
По воспоминаниям немцев, даже погода в те дни благоприятствовала русским. Во второй половине дня 27 ноября в течение всего каких-нибудь двух часов температура упала до 40° ниже нуля. Зимнюю экипировку солдат и офицеров Мантойфеля составляли на тот момент лишь вязаные шерстяные шлемы, надеваемые под каску, лёгкие и короткие шинели да узкие сапоги. Сражаться в такой одежде в сорокаградусный мороз было бы невозможно. Следует отметить, что зимой 1941/42 года до 40 % германских солдат на передовой страдали от обморожения ног.
Но мороз выводил из строя не только солдат, но и технику. В двигателях замерзало масло, отказывались стрелять карабины, автоматы и пулемёты, танковые моторы не заводились. Надо ли удивляться, сетуют немцы, что при таком раскладе боевой группе Мантойфеля, несмотря на все старания, не удалось удержать Яхромский плацдарм, когда на него обрушились солдаты советской 1-й ударной армии, облачённые в зимние шинели и валенки. Стволы русских автоматов выглядывали из меховых чехлов, а затворы пулемётов были смазаны зимним маслом. Ничто не мешало русским сражаться. Если надо, они могли часами лежать на снегу, скрытно подползать к немецким аванпостам и уничтожать их. Пехоту поддерживали Т-34, тогда как в распоряжении 25-го танкового полка 7-й танковой дивизии остались только Pz.38(t) с 37-мм пушками и несколько Pz.IV с 75-мм орудиями.
1-я ударная армия в течение 1 декабря форсировала канал, отбросила противника с западного берега и захватила плацдарм юго-западнее Яхромы. В последующие четыре дня советские войска вели здесь встречные бои с немецкими частями. В итоге этих боёв войска 1-й ударной армии нанесли немецким частям серьёзные потери, окончательно сорвав их попытки выйти на восточный берег канала имени Москвы. В эти дни 7-я танковая дивизия потеряла почти все свои Pz.38(t) и позже была перевооружена танками немецкого производства. Общие же потери Вермахта в танках Pz.38(t) за 1941 год составили 796 единиц.