第二次莫斯科战役在1941年7月中下旬正式爆发，德军首先展开进攻，随后北华军在七月底也全力加入战局。德军投入兵力达到230万，总指挥为费多尔冯博克元帅，北华军投入兵力达到110万，总指挥为于学忠上将，守卫莫斯科的苏军约有220万兵力，另有150余万民兵和武装平民参战，总指挥为罗科索夫斯基大将。毋庸置疑，虽然双方兵力基本旗鼓相当，但辽德联军在战斗力、士气、物资保障等方面上都是占据极大优势的，并且辽德联军在武器装备上也拥有绝对的优势。坦克方面，辽德联军共投入了7000多辆，而苏军只有1000多辆；火炮方面，辽德联军共有8万多门各型火炮，而苏军只有1万多门；飞机方面，辽德联军参战飞机达到1万多架，而苏军只有区区的1000多架。尽管战争中没有绝对的事情，但这场第二次莫斯科战役的结局在开战前基本就已经尘埃落定了，结束时间甚至比中立国预料得还要早。
第二次莫斯科战役跟第一次有着很大不同，此战纯粹就是一场非常典型的城市攻防战，发生在外延区域的野地战和机动战非常少，双方几乎没有展开什么迂回穿插战术，因为莫斯科已经完全被辽德联军包围，城市与外界的通道基本被完全切断，苏军只能蜷缩在城市里以及城市外延的一圈很小的区域内，与排山倒海涌上来的辽德联军展开阵地战和巷战。已经完全无路可退的苏军和苏联当局动用了全部力量来修建莫斯科的城防工事，当辽德联军兵临城下时，苏军已经在莫斯科城外修建了超过十道野战防线，包括累计300多公里长的反坦克堑壕、500多公里长的铁丝网、1000多公里长的步兵战壕、800多公里长的地下坑道，城外的野战火力点超过两万个，而城内的用建筑房屋改造而来的碉堡火力点则超过五万个，使得莫斯科全城化为一座规模史无前例的超级堡垒。除此之外，苏联当局还给莫斯科城内每个居民都发放枪支弹药，枪械不够便发放手榴弹和燃烧瓶，使得城内的500多万居民几乎人人都得到了武器。北华军第22军军长赵海军对此评论道：“眼下的莫斯科就是一座规模放大了五十倍的旅顺要塞”。
莫斯科战役注定是苏联战争的最后一场大战，双方的战备工作令各中立国都瞠目结舌。美英法等国评论道：“交战双方在莫斯科战役投入了七百万军队，规模之大，堪称史无前例，人类有史以来还没有发生过参战兵力如此庞大巨量的战役，更何况这只是一场单纯的城市攻防战而已。用七百万军队来争夺一座城市，这在人类历史上是空前的，也极有可能是绝后的。”而关于这场战役的结局，美英法等国推测道：“莫斯科的得失同苏联的存亡已经划上了等号，苏联当局和苏联军队誓死抵抗到底的决心自然是毋庸置疑的，并且，苏联当局和苏联军队已经为莫斯科的防御做好了充足的准备...辽德联军虽然实力强大，但想要攻占莫斯科，起码要花费六个月甚至更久的时间，并且要付出超过100万人的死伤代价”。
美英法对莫斯科战局的推断固然有一股酸溜溜的暧昧情绪在里面，但也不是没有道理。实际上，苏联此时已经堪称是山穷水尽，工业区、产粮区、产油区都已经沦丧殆尽，军事物资储备也已经油尽灯枯，虽然莫斯科的物资储备还算较为充足，但也不可能长期地拖延下去，在这样的情况下，苏联当局孤注一掷，采取了极端的办法来反击辽德联军。战役正式爆发后，莫斯科外延的几个局部战场上，穷途末路的苏军动用了生化武器。
虽然苏联当局在战前一直宣称苏联没有生化武器，但那套说辞自然是外交上最惯用的谎言，早在苏俄内战时期，苏联红军就动用了毒气弹对付白军，而在1938年的时候，苏联就秘密生产出了细菌弹。苏军此时囤积了足足上百万发的毒气弹和细菌弹。但整个苏联战争期间，苏军并没有大规模地使用过，原因也很简单，这场战争发生在苏联本土，使用生化武器只能起到“杀敌八百，自损三千”的效果，并且最重要的是：苏联空军一直都没有夺回和掌握制空权，无法航空投射细菌弹和毒气弹，只能用大炮发射，而细菌弹这种武器如果用大炮发射，顶多只能轰出去几十公里，马上就会祸及自身，至于用大炮发射毒气弹，也同样难以实现，因为辽德联军也拥有大量的毒气弹，并且辽德联军拥有制空权，苏军炮群一旦轰击，马上就会遭到地毯式的轰炸。说白了，苏军拥有生化武器，也想投入战场，但偏偏无法使用。
出现在莫斯科战场上的苏军生化武器基本是毒气弹，细菌弹很少，因此苏联当局知道自己只剩下莫斯科这座坚城了，辽德联军已经兵临城下，双方都展开了近身战，战线完全纠缠在一起，在这种情况下使用细菌武器，极有可能让莫斯科城内的苏联军民自己死光，所以苏军主要是大规模使用毒气弹来抵挡辽德联军的进攻。
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