在经历了1941年10月初的维亚济马战役的惨痛失败后，罗科索夫斯基接到了一个新命令，他被授命重组他那已经几乎是名存实亡的第16集团军，而任务则是赶到沃洛科拉姆斯克地区组织防御。至于第16集团军的防区范围，令人遗憾的是这是一个非常大的概念，防区北起莫斯科海（伏尔加水库），南至鲁扎河一带，战线宽度足有100公里，通常来说这至少需要一个齐装满员、拥有至少三个军的集团军来防守才行。
但很不幸的是，罗科索夫斯基的第16集团军是个彻头彻尾的空架子，在10月14日抵达沃洛科拉姆斯克地区时，第16集团军仅有一些零散的战斗支队和一个不满编的、由民兵师整编过来的第18步兵师。
即便是经过了两天紧张的补员之后，第16集团军也仅新增了几乎可以说是微不足道的兵力，包括多瓦托尔将军的第3骑兵军、潘菲洛夫将军的第316步兵师，克林姆林宫军事学院的军校生组成的混成学员团。除此之外就只有一些零散的独立支队，比如说来自莫斯科警察局志愿者组成的民警支队，以及一些刚刚突围急需补员的部队，比如第126步兵师。
就当时的实际情况来看，罗科索夫斯基的第16集团军非常悲惨，只有21个步兵营和6个骑兵团可供用于正面作战。事实上，第16集团军的兵力充其量也就是个不满编的军级单位，而在编制上来说也确实是这样，1941年至未来的一段时间里，苏联的集团军仅和德国的军级单位相当，有时甚至在实力上弱对方一头。
唯一能让罗科索夫斯基满意的是他拥有一支较为强大的炮兵力量，这包括了73门反坦克炮和123门野战火炮，甚至拥有少量的喀秋莎火箭炮，总算让第16集团军的窘境有所缓解。
可这些微不足道的慰藉不能改变一个现实情况，那就是罗科索夫斯基的兵力实在太薄弱了，即便拥有一支较为强大的炮兵力量，他也难以直接对抗德军的攻势。罗科索夫斯基判断德军的攻势将在第16集团军的左翼，也就是从西面、西南面展开攻击，位于这里的第316步兵师将直面德军的攻势。尽管第316步兵师是当时少有的齐装满员的步兵师，可他们的防御面积实在过大，罗科索夫斯基不得不考虑如何加强这个师。
兵力肯定是没指望了，罗科索夫斯基现在手头最缺的就是兵力，莫斯科虽然会派出一些由民兵组成的歼击连和歼击营补充给前线部队，可这些兵力要优先用于补充那些损失较大的部队，所以罗科索夫斯基现在拿不出能够补充给潘菲洛夫的人手。也因此，罗科索夫斯基只能告知潘菲洛夫应该加强纵深防御的准备，考虑到时间不准许第316步兵师构筑什么复杂的防御体系，所以只能通过布置雷区来迟滞德军了。
第316步兵师开始在各团的结合部和间隔地带构筑了反坦克壕沟和地雷，至于左翼更是重中之重，该师的第1075团为了确保防线左翼的安全，不仅挖掘了总长度4公里的反坦克壕沟，还在短时间内埋设了超过4000枚各式地雷。同样的作业在整个第16集团军的正面都有展开，兵力不足的前提下只能靠这种方式来应对德军，这是一种消极的对抗方式，可如今的罗科索夫斯基也没了太多的好办法。
当然，关键的问题还是如何应对德军的装甲力量，这一点在经过了战争初期的惨痛失败后已经成为了苏军各部队的共识。尽管对抗坦克的最好办法就是派出空军或是装甲部队，可现在第16集团军没有这样的条件，所以他们只能采用炮兵来应对德军的装甲攻势。罗科索夫斯基计划投入自己所有的火炮来对抗德军的坦克，但因为火炮数量实在是太少，所以这些火炮必须在预设的路线上反复机动，如此才能顾及到整个防线。
第16集团军的炮兵主任卡扎科夫负责指挥炮兵，炮兵的行进路线和预设炮位都是他制定的。炮兵们将在战斗中被部署到最危险的地段上去，极易遭到来自敌方炮兵和空军力量的反击，因此如何躲避这些威胁并有效反击德军就成了关键。
卡扎科夫在这方面的工作颇有成效，同时他注意到德军随时可能派出小分队穿过第16集团军的战线，这在当时兵力匮乏的情况下是不可避免的，因此每一个炮兵连，乃至是每一门火炮都必须有最基础的防御兵力，专门抽调的步兵分队将负责为炮兵提供保护，在未来的战斗中，这被证明是非常有效的策略，能够大大降低炮兵的损失。
当然，被动挨打肯定不是罗科索夫斯基的性格，他还是决定采取一些先发制人的行动。在没有装甲力量的先决条件下，罗科索夫斯基组织了快速工兵支队，这些工兵会携带足够的地雷和炸药，乘坐马车或是汽车快速接近德军部队，并在其必经之路上布置陷阱，这些“礼物”会给德军一个大大的惊喜。
除此之外，一些精干的步兵支队会协同民警支队出动，擅长情报搜集和熟悉地形的民警会探查德军的行动，而步兵支队则会在适当的时候突袭德军驻地，虽然不能对德军造成有效威胁，但起码可以敲打一下狂妄的德军。
事实证明，罗科索夫斯基的所有准备都派上了用场，两天的补充时间也是他们唯一的准备时间，10月16日早上德军就发动了进攻，投入了2个步兵师和2个装甲师，攻击方向恰好是第16集团军的左翼。德军的这次进攻毫无意义，他们直面了潘菲洛夫将军的第316步兵师，并遭到了第316步兵师的迎头痛击。德军本以为这是一场轻松的胜利，可结果却是他们损失惨重，现在德军会正视起第16集团军，而罗科索夫斯基的莫斯科战役才刚刚开始。