11月初，德军进攻莫斯科的行动被粉碎后，为贯彻最高统帅部关于尽快在莫斯科发起反击的意图，华西列夫斯基首先组织协调苏军在西北方向的季赫文和南部方向的罗斯托夫发起反攻，将德军机动兵力牢牢牵制在这两个战场，从而有效地保障了莫斯科大反击的顺利实施。
随着战争的深入发展和武器装备的不断更新，华西列夫斯基领导总参谋部逐步把理顺和改组部队的编制体制，作为战役组织准备工作的一个重要环节来抓。1942年夏季战役前，他参与领导了后勤机关的改组，将向前线运送物资的铁路、公路和江河运输部门统一划归后勤机关指挥，减少了扯皮现象，运输效率大大提高。改变了以往战略预备队基本由新兵编成的做法，以在前线受到削弱的部队为基础，补充新兵和必要的装备，由军事院校和训练班输送部分指挥干部，组成预备队。为改变空军归集团军指挥而造成的力量分散、飞机短缺的状况，总参谋部指导空军按飞机机种组建起轰炸机师、强击机师和歼击机师，在此基础上组建空军集团军，为每个方面军编制1个空军集团军；大本营则编有远程航空兵，由总参谋部统一指挥，从而既解决了各部队空军力量不足的问题，又大大增强了航空兵的突击力和机动性。为适应新式武器装备大量投产并陆续装备部队的新情况，及时组建起重型野战火箭炮兵和一批防空高炮团、“喀秋莎”近卫迫击炮团、反坦克炮兵旅、反坦克枪独立营，并在步兵团增编了反坦克炮，以及用于战役进攻的第一批坦克军和坦克集团军。这些做法为苏军有效地实施战役防御，并适时由战略防御转入战略反攻，创造了有利的条件。