Nach der Kesselschlacht bei Bialystok und Minsk stieß die Heeresgruppe Mitte mit der Panzergruppe 3 unter Hermann Hoth von Norden sowie mit der Panzergruppe 2 unter Heinz Guderian von Süden nach Smolensk vor. Die Zangenbewegung zielte auf die Umfassung starker Verbände der sowjetischen Westfront östlich der Stadt, um anschließend in einem konzentrischen Panzerkeil nach Moskau vorzustoßen. Das sowjetische Oberkommando zog im Raum Smolensk 42 Divisionen zusammen, um den deutschen Vormarsch auf die nur noch knapp 400 Kilometer entfernte Hauptstadt zu unterbinden. Die beweglichen deutschen Panzerverbände umgingen jedoch die von der Roten Armee zu starken Verteidigungsstellungen ausgebauten Dnepr-Übergänge Mogilew und Orscha südwestlich von Smolensk. Nach schweren Straßenkämpfen fiel die Stadt am 16. Juli in deutsche Hand.
Zwischen Smolensk und Orscha schlossen die Panzergruppen 2 und 3 sowie nachrückende Infanteriedivisionen der 2. Armee bis zum 24. Juli 15 sowjetische Divisionen ein. Die Rote Armee verlor erneut rund 3.000 Panzer sowie über 300.000 Soldaten, die nach Ende der Kesselschlacht am 5. August in deutsche Kriegsgefangenschaft gerieten. Trotz des deutschen Siegs bei Smolensk spitzte sich die militärische Führungskrise zu. Während der Oberbefehlshaber des Heeres, Walther von Brauchitsch, und Generalstabschef Franz Halder für einen raschen Vormarsch der Heeresgruppe Mitte auf Moskau plädierten, favorisierte Adolf Hitler zunächst die Eroberung der wirtschaftlich bedeutenden Ukraine mit ihren Rohstoff- und Ölvorkommen. Schnelle Verbände der 2. Armee mussten daher auf Befehl Hitlers nach Süden zur Schlacht bei Kiew einschwenken.