По указанию начальника штаба фронта генерал-лейтенанта Н. Ф. Ватутина, который в это время прибыл в новгородскую группу, инженерные части вели оборонительные работы круглосуточно, уделяя особое внимание установке минно-взрывных заграждений. На старорусском направлении инженерные части, несмотря на непрерывные бомбежки, обеспечили переправу наших отходящих частей через Редью, Ловать, Полу. Прикрыв отход войск заграждениями, они усиленно вели оборонительные работы по р. Ловати. К 25 августа войска 11, 34 и 27-й армий, упорно обороняясь на рубеже оз. Ильмень, Холм, на некоторое время остановили продвижение противника. Строительство тыловых оборонительных рубежей под руководством генерал-майора Горячева шло усиленным темпом. На работах в этот период находилось около 80 тыс. строителей; общее протяжение тыловых рубежей доходило до 700 км; создавалось 120 батальонных районов. Было построено противотанковых препятствий - 410 км, противопехотных - 51 км, окопов всех видов - 3626, деревоземляных точек: артиллерийских - 619, пулеметных - 849.
В командование войсками фронта в этот период вступил генерал-лейтенант П. А. Курочкин. Знакомясь с инженерной обстановкой на фронте, новый командующий подчеркнул необходимость ускорения оборонительных работ на тыловых оборонительных рубежах, обратив особое внимание на стык с Западным фронтом, так как противник в этот период развивал наступление в направлении Калинина.
Имея большое превосходство в силах, враг одновременно с наступлением на Калинин повел наступление и на Северо-Западном фронте, нанося основной удар в направлении Холм, Демянск, Осташков. Войска фронта вели упорные бои на рубеже по р. Ловати, но из-за значительных потерь личного состава и материальной части в предыдущих боях начали отходить. Сосед слева - 22-я армия Западного фронта - отходил в направлении Осташков, Торжок. Теперь все внимание инженерного управления было обращено на инженерное обеспечение отхода войск и усиление темпа оборонительных работ на тыловых рубежах Малая Вишера, Крестцы, ст. Лычково, оз. Селигер, Осташков и на рубеже Боровичи, Валдай, оз. Селигер. Работы на тыловых рубежах, как и прежде, выполнялись строительными частями НКВД, но уже были получены указания о переходе с 15 сентября части строительных управлений НКВД с рабочим составом в тыл на новые рубежи. Строительство тыловых рубежей полностью возлагалось на инженерное управление фронта.
Примерно в конце августа Ставка Верховного Главнокомандования приказала штабу фронта взять под наблюдение водохранилища в районах Боровичи, Валдай, Осташков, Вышний Волочек, созданные в мирное время для снабжения водой в период мелководья, соединительные каналы рек Меты и Волги, поскольку они давали возможность поднять уровень воды Меты, Волги, Тверцы и превратить их в очень серьезные водные преграды. Для проверки состояния водохранилищ и возможности использовать их для устройства заграждения в инженерном управлении была создана специальная группа во главе с полковником И. Ф. Федоровым.
Группа, получив в свое распоряжение маскировочную роту, гидророту и строительные батальоны, немедленно убыла в район Вышневолоцкого водохранилища, являвшегося основным во всей системе водохранилищ. Группа полковника Федорова, используя все приданные ей средства, в том числе и сотрудников 9-го технического участка Московско-Волжского водного пути, который также был подчинен ей на период работы, блестяще выполнила порученное задание.
Все плотины водохранилищ были замаскированы, особенно Вышневолоцкое, и технически подготовлены для поднятия воды в Волге, Тверце. Следует отметить, что за весь период наступления противника на Калинин его авиация, усиленно бомбардируя Калинин, Вышний Волочек, ни разу не бомбила плотины водохранилища, что можно объяснить только хорошей их маскировкой. Разрушение же Вышневолоцких плотин грозило затоплением на протяжении 30 км всех населенных пунктов по р. Тверце и г. Вышнему Волочку. К 9 сентября части фронта, ведя тяжелые оборонительные бои, отошли на рубеж устье р. Великой до Парфино, ст. Лычково, оз. Селигер и далее по восточному берегу озер на Осташков, где, заняв подготовленный оборонительный рубеж, окончательно остановили продвижение противника. Сосед слева - 22-я армия, ведя упорные бои, занял рубеж Осташков и далее по восточному берегу Волги.
Части фронта, имевшие большие потери в личном составе, заняли новый оборонительный рубеж протяжением до 250 км. Слабо обеспеченные артиллерией, они вели тяжелые оборонительные бои.
Стрелковые дивизии 11, 34, 27-й армий на фронте оз. Ильмень, ст. Лычково, оз. Селигер оборонялись в полосах шириною от 15 до 20 км. На фронте соседа слева противник, имея превосходство в силах, в октябре подходил к Калинину. В связи с этим в районе Вышнего Волочка была организована оперативная группа небольшой численности под командованием начальника штаба фронта генерал-лейтенанта Н. Ф. Ватутина с задачей прикрывать левое крыло фронта с направления Торжок - Калинин. Военный совет фронта приказал руководству инженерного управления доложить о необходимых мерах по инженерному обеспечению боевых действий фронта. Обсудив с офицерами инженерного управления поставленную задачу, мы решили, что в сложившейся обстановке основным мероприятием по инженерному обеспечению боевых действий войск будет являться устройство сильных заграждений и особенно минно-взрывных. По плану намечалось устройство проволочных противопехотных заграждений, усиленных минными заграждениями на переднем крае батальонных районов и на армейских рубежах, а также батальонных районов, занятых резервами частей и дивизий.