同一天，德軍坦克第1集團軍也由北麵向羅斯托夫實施突擊，利用坦克優勢，於21日奪取了該市。蘇軍第56集團軍退到頓河對岸和羅斯托夫以東。
此時，蘇軍南方麵軍的進攻，危及到德軍突擊集團的側翼和後方。27日，蘇軍突擊集團從西北和南麵向羅斯托夫進攻，德軍第1坦克集團軍被迫從羅斯托夫撤退。11月29日，第56、第9集團軍收複羅斯托夫。12月2日，蘇軍前出至米烏斯河為德軍所阻。
德軍在羅斯托夫方向的進攻，由於戰線過長，補給困難而放慢了速度。鑒於10月以後的寒冷氣候，運輸和補給的困難，德軍南方集團軍群司令龍德施泰特，向陸軍總部提議暫不進攻羅斯托夫。但這一建議未被采納。
不知是上帝的眷顧還是什麼原因，1941年蘇聯的秋季來到特別早。秋雨連綿，道路泥濘季節的到來，這一路乘車行進的大軍，越走越慢。有時不得不停止前進，使得正在打仗的德軍坦克也得撤下來，去拖曳陷在泥坑裏的大炮和彈藥車。由於缺乏拖曳車輛用的鋼鏈、挽鉤，隻得派空軍運輸機空投一捆捆繩子，其實這時十分需要飛機運送別的各種軍需品。
開始下雨是在10月中旬，古德裏安後來回憶說：“以後幾個星期就聽爛泥的擺布了。”勃魯門特裏特將軍，是在莫斯科戰役中陸軍元帥馮.克魯格的第4軍參謀長，他生動描述了當時的狼狽情形：“步兵在泥濘中一步一滑，每門大炮得用許多馬隊來拉才能前進。所有車輛都陷在泥坑裏，一直陷到車軸部分。甚至牽引機車行動起來也十分困難，不到幾天，很大一部分重炮就動彈不得了……這一切，使得我們早已疲憊不堪的部隊處於怎樣的緊張狀態，也許是不堪想象的。”
在哈爾德、古德裏安等高級將領的報告中，第一次出現了懷疑、甚至絕望的跡象。這種情緒也傳播到戰地的下級軍官和士兵中。
南線的情況也並不比中路好些。在遙遠的南方，天氣雖然稍微暖和一些，但是也是多雨，道路泥濘，戰事同樣進行得不順利。克萊施特的坦克集團，已於11月21日開進頓河河口的羅斯托夫。這時戈培爾的宣傳隊伍大吹大擂說：“通向高加索的大門已經打開了”。但是由於天氣原因，部隊轉運困難，這個大門並沒有開上幾天，克萊施特和倫斯德都認識到，羅斯托夫是守不住的。5天以後，蘇軍收複了羅斯托夫。德軍在南北兩翼受到夾擊，狼狽後撤50英裏到米烏斯河一線。
羅斯托夫反擊作戰，是蘇軍在衛國戰爭中實施的第一次大規模進攻作戰，具有重要的軍事和政治意義。這次作戰將德軍第1坦克集團軍從羅斯托夫向西擊退了60至80公裏，製止了德軍向高加索的突進，穩定了蘇德戰場南翼。
還是10月初，德軍南方集團軍群第11集團軍一部，向克裏木半島進攻，占領了彼列科普地峽。10月中旬，當蘇軍南方麵軍從塔甘羅格退卻，德軍前出至羅斯托夫接近地時，德軍第11集團軍7個師和羅馬尼亞山地軍2個旅，於10月18日在克裏木向伊順陣地展開進攻。
蘇軍獨立第51集團軍和由敖德薩撤至克裏木的濱海集團軍，共12個師和4個騎兵師防守克裏木。其中在最危險的北部方向伊順陣地，配置了4個師。
經過激戰，德軍於10月20日突破伊順陣地，蘇軍陷入困境。克裏木草原地區沒有可以固守的設防地區，塞瓦斯托波爾麵臨被德軍從陸上奪占的危險。至10月25日，濱海集團軍撤向南部沿海地帶，退守刻赤半島。11月16日，該集團軍又被迫由刻赤半島退到塔曼半島。德軍攻占刻赤後，整個克裏木除塞瓦斯托波爾外，已全被德軍占領。
塞瓦斯托波爾位於克裏木半島西南海岸，是蘇聯南部的工業、文化中心之一。又是蘇聯黑海艦隊的主要基地。從1941年10月30日至1942年7月4日，蘇軍在此進行了250個晝夜的保衛戰。在此期間，德軍先後發動了3次進攻，蘇軍於1941年10月30日至12月31日，擊退了德軍對塞瓦斯托波爾的第一、第二次進攻。
10月30日，蘇軍粉碎了德軍和羅軍從行進間攻占塞瓦斯托波爾的企圖後，為了加強該地區的防禦，於11月4日成立了塞瓦斯托波爾防區，黑海艦隊司令員奧克佳布裏斯基海軍中將兼任防區司令員，濱海集團軍司令員彼得羅夫少將兼任副司令員。防區守軍5萬餘人、飛機近百架。
德軍占領克裏木機場後，開始空襲駐泊在塞瓦斯托波爾的艦隊。10月底，黑海艦隊分艦隊主力轉移到高加索沿岸各基地，隻有2艘巡洋艦和3艘驅逐艦留在塞瓦斯托波爾，對陸軍進行炮火支援，以後又加強1艘巡洋艦和2艘驅逐艦，與原有艦隊組成固定火力支援隊。
11月11日，德軍集中4個加強師約150輛坦克，在350架飛機支援下，由東南、東和北麵向塞瓦斯托波爾發起第一次進攻。蘇軍在黑海艦隊和海岸炮兵積極支援下，打退了德軍多次衝擊。經過10天激戰，至11月21日，德軍付出慘重代價，其第一次進攻失敗。