1941年6月底至7月中旬，苏联对顶层机构和前线指挥部进行了一系列的改组。
6月30日，重组后的国防委员会成为战时最高军政机构。成员包括斯大林（主席）、莫洛托夫（副主席）、伏罗希洛夫、马林科夫和贝利亚。战争期间，国防委员会累计通过一万个军事和经济方面的决定。
同一天，铁木辛哥接替巴甫洛夫担任西方面军司令员，叶廖缅科担任副司令员。西北方面军司令员库兹涅佐夫被解职，职务由第8集团军司令员索别尼科夫少将继任，朱可夫的助手、总参谋部第一副总参谋长瓦杜丁出任方面军参谋长。
7月10日，统帅部改组为“总统帅部”，之后又改称“最高统帅部”，由斯大林担任最高统帅，专门负责军事指挥。也是同一天，国防委员会宣布成立西北、西方、西南三个方向总指挥部，分别由伏罗希洛夫、铁木辛哥和布琼尼担任总司令。实践证明，三个总指挥部由于没有预备队和物资，很快就沦落为传达机构，所以在之后陆续撤销。
这段时间朱可夫仍旧以总参谋长的身份留在斯大林的身边。7月3日，斯大林通过广播，首次向苏联人民发表讲话。鉴于苏军在撤退的事实，他要求苏联人民“不给敌人留下一部机车、一节车厢，不给敌人留下一公斤粮食、一公升燃料”。斯大林还呼吁：“一切为了前线！一切为了胜利！”
朱可夫在回忆这次演讲时，坦言自己内心非常激动。“任何一个国家在危难时期，在遭到内部和外部敌人进攻时，一个能反映共同努力的目标，把所有人联合起来的口号，都具有极其伟大的意义”。尽管朱可夫战争期间在言语上与斯大林多次冲撞，但在他心中始终都非常崇敬斯大林，即使在晚年也是无此。具有讽刺意味的是，苏联高层中的很多人，尤其是从不提出反对意见的人往往做不到这一点。
7月初，统帅部最关心的还是西方面军所处的中部战线。德国人的坦克渡过了第聂伯河，而且全然不顾沿河布防的苏军重兵集团，继续向东面的斯摩棱斯克推进。铁木辛哥不断地把新调给自己的援兵投入反击，德军的推进速度虽然有所减缓，但局势依旧对苏军非常不利。
7月16日，古德里安的第2装甲集群从南面冲进斯摩棱斯克，与苏军第100、第129师发生激战，德军第18装甲师被打得只剩下12辆坦克，接替该师的第17装甲师也遭重创。
德军在斯摩棱斯克枪杀了200多名苏联青年学生，还将大量苏联妇女赶进旅馆，把那里变成了专供德国军官享用的妓院。在城外的一个战俘营内，不少于200名苏联俘虏被饿死。
7月20日，继续东进的德军第2装甲集群夺取了叶利尼亚。与此同时，铁木辛哥用统帅部调来的新援组建4个集团军级集群，持续向德军发起反击，最终迫使德军在7月底转入防御。
7月21日，德军出动195架飞机空袭莫斯科。首都军区卫戍部队为了保障莫斯科的安全，在城市周围部署了2个航空军近700架战斗机，地面还部署有1044门高射炮和366挺大口径高射机枪。德军仅有9架飞机进入莫斯科城市上空，给城区造成轻微损失。由于德军并不认为空袭莫斯科有多大战略意义，加上苏军守备严密，之后也放弃了空袭莫斯科的意图。
7月28日，斯大林和政治局全体成员紧急召集朱可夫和铁木辛哥开会。朱可夫原以为是要研究下一步的行动。但当二人推开会议室房门时，发现斯大林一动不动站在房间中央，手上的烟斗已经熄灭了。熟悉斯大林的人都知道，这是他心情不好的征兆。
斯大林转过身说：“政治局讨论了铁木辛哥担任西方面军司令员期间的工作，决定解除他的职务。有人建议由朱可夫担任这一职务，你们的意见呢？”很显然，斯大林对铁木辛哥在7月份指挥西方面的战绩并不满意。
当事人铁木辛哥站在一旁不出声，会议室里其他人也都保持沉默。朱可夫忍不住说道：“斯大林同志，我认为更换方面军司令员会严重影响到战役的进程。司令员还没有来得及熟悉情况，就不得不指挥困难的战役。铁木辛哥元帅指挥方面军还不到4个星期，他在会战中做到了处在他的位置所能做的一切。我想任何人也无法做更多的事。部队信任铁木辛哥，而这是主要的一条。我认为现在解除他的职务是不公正的，也是不适当的。”
朱可夫发言后，苏联名义上的元首加里宁表示赞同，其他人这才纷纷表态，认为应该留用铁木辛哥。斯大林勉强同意了。
在国内战争期间，朱可夫多次在铁木辛哥的手下任职。后者以“仁厚”著称，在关键时刻也得到了回报。
斯摩棱斯克战役结束后，中部战线的战斗趋于沉寂。总参谋部认为德军中央集团军群的位置过于突出，其向莫斯科方向的推进已经形成了一条狭长的斜线，两翼威胁已经越来越明显。所以德军对莫斯科的进攻要等到他们消除了两翼威胁后才会开始。西北方向德军北方集团军群得到了加强，显然是希望尽快夺取列宁格勒，和南下的芬军会和，然后再向莫斯科方向进攻。在德军中央集团军群的右侧翼，新组建的苏军中央方面军虽然只有2个集团军，但如果德军继续东进，就可以出击敌人的后方，所以德军不会贸然行动。
7月29日，朱可夫向斯大林作了一次汇报，并提出了自己的建议：分别从西方、西南方面军和统帅部各抽调一个集团军，在加强了炮兵部队后划归中央方面军指挥，由瓦杜丁担任司令员。为了打消斯大林的顾虑，他强调后续新的部队会补充到莫斯科的正面防御中来，所以西方面军的实力不会被削弱。
在谈到西南方向时，他说：“西南方面军必须立即全部撤过第聂伯河，使其和中央方面军的防线拉直。中央方面军和西南方面军的结合部，应集中不少于5个师的预备队，它将成为我们的拳头，好伺机打出去！”
听完这些话，斯大林的脸色变了，他凝视着朱可夫问道：“你打算把基辅怎么办呢？”
朱可夫断然回答道：“基辅必须放弃！”
在场的人都愣住了。朱可夫也平复了一下情绪，继续说道：“在西部方向需要马上组织反突击，以夺回敌方的叶利尼亚突出部，敌人将来可能利用这个桥头堡来进攻莫斯科。”
“哪里还有什么反击？真是胡说八道！把基辅交给敌人，亏你想得出来！”斯大林高声呵斥道。
朱可夫也毫不退让，他争辩说：“如果你认为我这个总参谋长只会胡说八道，那么还要他干什么。我请求解除我的总参谋长职务，把我派到前线去，我在那里可能对祖国更有好处一些。”
“请你冷静些。再说如果你这样提出问题，那么我们缺了你也能行。”
“我是个军人，准备执行最高统帅部的任何决定。但是我对形势和作战方法有清醒的看法。我相信这个看法是正确的。而且我和总参谋部都是这么想的。”
斯大林没有继续和朱可夫争吵。平静地对朱可夫说：“你先回去工作。我们研究一下，一会儿叫你来。”朱可夫收起地图，离开了斯大林的办公室。
半个小时后，他又被叫回统帅部。斯大林告诉他：统帅部决定由沙波什尼科夫接替他的工作。然后斯大林对朱可夫说：“我们想让你去担任实际工作，你有实战经验，在作战部队肯定能发挥作用。你仍然是副国防委员和最高统帅部的成员。”
“命令我到什么地方去？”朱可夫问道。
“你刚才汇报说要在叶利尼亚附近组织一次战役。那就请你负责这件事吧。必须把勒热夫、维亚济马防线上的各预备队集团军的行动统一起来。我们任命你担任预备队方面军司令员”。
7月31日，朱可夫将工作交接给沙波什尼科夫，然后赶往预备队方面军司令部。
叶利尼亚位于斯摩棱斯克东南70公里，从明斯克至莫斯科的铁路在途经斯摩棱斯克时，有一条支线穿过叶利尼亚，一致延伸到莫斯科西南的图拉。
叶利尼亚很重要，德军向莫斯科进攻时，可以将其作为出发点。苏军也清楚叶利尼亚的重要性，所以不断地向这里实施突击，试图消除这个突出部，把德军赶回斯摩棱斯克。
朱可夫指挥的预备队方面军兵力并不少，共有6个集团军。但这些集团军大部分都是战略预备队，驻守在纵深防线的勒热夫、维亚济马、基洛夫等地。实际投入战场上的部队其实只有拉库京少将指挥的第24集团军。这个集团军下辖第52和第54步兵军，共7个师7万余人，都是刚刚从西伯利亚军区调过来的部队。
驻守在叶利尼亚突出部的德军数量不少，而且初期都是装甲和摩托化部队，包括第10装甲师、第17摩托化师、党卫军第2装甲师（帝国师）、旅级的大日耳曼摩托化步兵团和第268步兵师。这些部队在过去的战斗中都有不小的消耗，但加起来也有7万多人，而且他们拥有为数众多的坦克。
8月初，朱可夫赶赴第24集团军指挥部，然后带着集团军司令拉库京去勘察地形。通过这次视察，朱可夫发现拉库京和整个集团军的指挥员们对当面德军缺乏了解，根本不清楚德军的火力点位置。集团军一直在对德军实施炮击，但目标都是想象的。
勘察结束后朱可夫向斯大林请示，希望推迟进攻时间，先搞清楚德军的具体部署，还要增调2～3个炮兵师和必要的物资。8月16日，苏军开始对叶利尼亚突出部发动进攻，在德军猛烈炮火下，苏军伤亡惨重。战至8月24日，苏军暂停了进攻。
此时德军的处境也很艰难。自希特勒下达“南北分兵”的命令后，绝大部分装甲部队调离了中央集团军群，剩下的装甲师和摩托化师也被中央集团军群司令冯·博克调到后方整补，在叶利尼亚突出部则换上了几个步兵师。
古德里安南下时建议放弃叶利尼亚，以便将德军战线拉直。但博克不想丢掉下一次进攻的出发地，所以命令第4集团军司令克鲁格坚守。8月底，在叶利尼亚突出部的德军共有6个师，兵力依旧有7万多人。
苏军第24集团军的兵力有所加强，8月底时已经超过了10万人，其中包括像第100步兵师这样的原西方面军突围的部队。德军撤走了装甲部队已经被朱可夫侦知，而己方则有了新装备——坦克和火箭炮。
8月31日拂晓，经过短促的炮火准备，苏军第24集团军重新发起了进攻。德军的炮火依旧猛烈，苏军步兵和坦克都损失惨重。其中第102坦克师在进攻前没有摸清地形，沿着没有修筑加固的道路前进，而且也没有工兵伴随，结果大量坦克开进了沼泽地。
朱可夫不断催促拉库京加快进攻速度，当他得知“战斗部队已经被德军的炮击吓破了胆，拒绝冒死冲锋”时，立即祭起杀器，命令战场上枪毙畏战者。据统计，第24集团军在叶利尼亚反击战期间，累计有超过480人因逃跑、惊慌失措被枪决。
拉库京为了应付朱可夫也耍起了滑头，他报告称第24集团军已经占领了一个名叫谢佩利沃的重要地区。但朱可夫哪是好骗的，在9月4日与拉库京的通话中，他先是指责对方白白浪费了整整一个坦克师，然后逼问他是否真的打下了谢佩利沃，拉库京只得说出实话，惹得朱可夫勃然大怒。
苏军持续不断地进攻终于有了成效，刚刚在战场上亮相的“喀秋莎”给德军造成了严重的恐惧，火箭炮轰击过的阵地整片整片地被摧毁。德军前线指挥官在给上级的报告中描绘道，红军火箭弹袭击过的地方“钢铁在熔化，土地在燃烧”。
德军第4集团军司令克鲁格动摇了，他认为守住叶利尼亚已经毫无意义。集团军群司令冯·博克也渐渐失去了对叶利尼亚的兴趣，为了减少伤亡，防止苏军一旦在南北两翼完成突破，突出部里的两个步兵军陷入绝境，博克于9月5日下达了撤出叶利尼亚的命令。
当天苏军第100步兵师在师长鲁西扬诺夫的指挥下，从北满突破德军第78步兵师的防线，冲进德军纵深，并一举切断了叶利尼亚和斯摩棱斯克之间的铁路线。与此同时，第19步兵师从东面突破德军292步兵师防御，冲进叶利尼亚城。当晚守军接到撤退命令，随即撤走。
9月6日清晨，苏军完全占领了叶利尼亚城，德军则迅速向西渡过斯特里亚纳河撤退至主防线。斯大林在这一天接到了一份朱可夫发出的战报：“您下达的关于粉碎叶利尼亚敌军集团，并收复该市的命令业已完成。今天我军占领叶利尼亚，在叶利尼亚以西，我们正与敌人进行激战，敌人已陷入半包围中。”
9月7日，朱可夫从第43集团军抽出一个师，准备强渡斯特里亚纳河，并在对岸建立一个桥头堡。但该师过河后很快就遭到德军的疯狂反扑。朱可夫不敢贪功，下令部队撤回河对岸。9月9日，叶利尼亚反击战全部结束。同时铁木辛哥在其右翼指挥西方面军进行的反击也已经结束，虽然取得的战果不大，仅仅向西推进了几公里，但也暂时稳定住了战线。
叶利尼亚战役苏军阵亡失踪10701人，伤病21152人，伤亡总数31853人，伤亡比重超过30%。朱可夫上报的战果是歼敌4万多人，德军则没有公布伤亡数字，第4集团军司令克鲁格只是表示己方损失相当严重。战后人们普遍质疑这个数字，认为朱可夫为了邀功夸大了战果。
从双方投入的兵力和损失看，这场战役的规模不算大。如果把它放在苏德战场的中后期，甚至都不值一提。但考虑到当时苏军在整个战场上都极为被动，几乎所有地段都在溃败，叶利尼亚战役的意义就凸显出来。
斯大林决定利用这场胜利好好鼓励一下士气，遂于9月18日下达第308号命令。授予叶利尼亚战役中表现突出的第100步兵师以“近卫第1步兵师”称号。同时将第127、第153和第161步兵师分别授予近卫第2、第3和第4步兵师。苏德战场上的“近卫部队”由此诞生（获得近卫称号的部队，指挥员薪资比其他部队高50%，士兵高一倍）。
朱可夫在战役结束后，根据斯大林的指示搞了一个入城式。当受阅部队开进叶利尼亚城时，这里已经是一片瓦砾。战前城里居住着1.5万居民，除少数躲在地窖里幸存外，其余人全部死于战火。城市建筑只剩下一座石头筑成的教堂。9月16日，西方记者获准进入叶利尼亚采访，这是苏德战争开始后，第一批被官方允许进入战场的外国记者。
1941年9月9日，朱可夫正在斯特里亚纳河指挥部队，突然接到沙波什尼科夫发来的电报，命令他于当晚20时赶回最高统帅部。朱可夫清楚斯大林从不容忍迟到，但他还是在回电中称“请报告最高统帅，由于这里的形势，我请求迟到一个小时。”
入夜后，朱可夫乘车赶回克里姆林宫。当他走进斯大林的办公室时，斯大林、莫洛托夫和马林科夫正在吃饭。斯大林没有提及朱可夫迟到的事情，而是跟他谈了列宁格勒的战局。从斯大林的口中得知，那里的局势已经相当危险，德军从南面逼近城区，准备和北面的芬兰军队夹击列宁格勒，莫斯科和列宁格勒之间的陆上联系已经被切断。
斯大林突然问道：“朱可夫同志，你对莫斯科方向的形势有什么看法？”
略作思考后，朱可夫说：“德军的伤亡也很严重，如果不能结束列宁格勒战役，不与芬军会合，他们未必能够立即在莫斯科方向展开进攻。”
斯大林点点头，然后说：“你这次打得不错，你那时是对的（指7月29日的谈话），现在想上哪？”
“回前线去。”
“回哪个前线？”
“你认为需要去的那个前线。”
“去列宁格勒吧，那里处境十分困难。德国人如果夺取了列宁格勒，并且同芬兰会合，就能从北面迂回莫斯科，那样形势就更加严重了。”说完斯大林递给了朱可夫一张纸条，让他交给在列宁格勒的伏罗希洛夫，上面写着：“请将（列宁格勒）方面军交给朱可夫指挥，然后立即飞回莫斯科。”
