铁木辛哥负责的西部战线接连受挫：1941年7月9日，比亚韦斯托克～明斯克会战结束，西方方面军主力被歼，32万红军军人(其中有许多军长、师长)被俘，损失火炮1809门、坦克3332辆；在7月10日至8月5日的斯摩棱斯克会战中，苏军31万军人被俘，损失火炮3120门、坦克3205辆。
9月11日，西部方向总指挥部被撤销，铁木辛哥元帅被免职，兼任的西方方面军司令一职由科涅夫接任。同日，他飞往基辅接替布琼尼元帅担任西南方向总指挥兼西南方面军司令。
10月，德国“中央”集团军群在维亚济马～布良斯克会战中得手，西南方面军67万官兵被俘，损失火炮5412门、坦克1242辆。
12月，铁木辛哥被解除西南方面军司令职务，瓦图金中将接任。