Противник придавал особое значение удержанию ржевско-вяземского выступа, рассматривая его как плацдарм для наступления на Москву. Здесь было сосредоточено около 2/3 войск группы армии «Центр» (9-я армия, основные силы 3-й танковой и 4-й армий), которые опирались на заблаговременно созданную и хорошо оборудованную в инженерном отношении оборону. Советские войска, занимавшие охватывающее положение по отношению к ржевско-вяземской группировке противника, создавали постоянную угрозу удара по ее флангам и последующего окружения.

Генеральный штаб Сухопутных войск Германии был в неведении замысла советской Ставки. Генерал-полковник Гальдер 23 июля в своем дневнике отмечал, что войска Красной Армии готовят новые удары против группы армий «Центр», но до 30 июля не фиксировал каких-либо существенных изменений в обстановке. Поэтому переход 30 июля в наступление 30-й и 29-й армий Калининского фронта был для Гальдера полной неожиданностью. Наступление велось в сложных условиях: шли проливные дожди, дороги развезло, множество маленьких речушек превратились в широкие и бурные реки. Для того чтобы сорвать это наступление, командир 6-го армейского корпуса использовал все свои свободные силы, а командующий 9-й армией генерал-полковник В. Модель перебросил войска с других участков, в том числе 6-ю пехотную дивизию генерал-майора X. Гроссмана{228}. В результате войска 30-й армии генерал-майора Д.Д. Лелюшенко, продвинувшись на 6–7 км, втянулись в ожесточенные бои в районе деревни Полунино севернее Ржева. Соединения 29-й армии генерал-майора В.И. Швецова так и не смогли прорвать вражескую оборону.

4 августа в наступление перешли войска Западного фронта. Они форсировали р. Держа, прорвали сильно укрепленную оборону противника и к исходу следующего дня расширили прорыв до 30 км по фронту, продвинувшись до 25 км. «Противнику удалось добиться глубокого прорыва на фронте 9-й армии (кажется, наступают семь дивизий и одна танковая бригада при усиленной поддержке артиллерии) в направлении Зубцова, — отмечал 4 августа с тревогой генерал-полковник Гальдер. — Против них брошены соединения 39-го корпуса в составе 5,2,1-й танковых и 102-й дивизий. На фронте 9-й армии у Ржева отбито несколько крупных атак»{229}.

Успех, достигнутый войсками Западного фронта, надо было развить. Для этого требовались согласованные действия с Калининским фронтом. Однако командующий Западным фронтом, после ликвидации 5 мая должности главкома Западного направления, лишен был возможности влиять на своего соседа. Сталин, стремясь исправить свою ошибку, принял решение возложить на Жукова руководство всеми операциями в районе Ржева. В директиве Ставки ВГК от 5 августа командующему Калининским фронтом предписывалось «немедленно прибыть к тов. Жукову за получением личных указаний и распоряжений от генерала армии тов. Жукова по дальнейшему ведению операций»{230}.

Жуков, обсудив вместе с Коневым обстановку, представил 6 августа Сталину план операции по разгрому противника в районе Ржева{231}. Его суть заключалась в том, чтобы прекратить наступательные действия в полосе 29-й армии в районе Карлово, Батюково. Из состава этой армии перебросить три артиллерийских полка и две стрелковые дивизии на направление главного удара. С целью улучшения управления войсками 30-й армии предлагалось передать ее участок от Кулакова до Ильина 39-й армии. Все усилия 30-й армии намечалось сосредоточить на овладение Ржевом. С этой целью планировалось главный удар нанести на левом фланге 30-й армии с целью охвата города с северо-востока, южнее железной дороги. Для обеспечения действий войск армии с востока предусматривалось часть ее сил развернуть на восток и юго-восток с ближайшей задачей овладеть районом Находов, Гляденово и далее вдоль железной дороги. Вспомогательный удар 30-я армия должна была нанести на Добрую, Ржев. Задача 31-й армии Западного фронта состояла в том, чтобы после овладения районом Зубцова силами не менее 2–3 стрелковых дивизий, 3 танковых бригад при поддержке артиллерии нанести удар в северо-западном направлении вдоль шоссе Зубцов — Ржев. Остальным силам 31-й армии предстояло наступать южнее, с выходом на железную дорогу Ржев — Сычевка, а после ее захвата направить часть сил для нанесения удара с юго-запада, с выходом в район Ржев, Хорошево, Абрамково. Обеспечение действий наземных войск предлагалось возложить на авиацию обоих фронтов и авиацию Дальнего действия. С целью достижения одновременности удара 30-й и 31-й армий переход в наступление намечался на 8 августа. Группировку противника, действующую севернее Зубцова и против 29-й армии, планировалось уничтожить только после захвата Ржева.

Сталин утвердил предложения Жукова и Конева, подчеркнув необходимость захвата Ржева «силами 30-й армии с севера и 31-й армии с юга 9 августа».

Генерал армии Жуков, реализуя свой план, 6 августа ввел в сражение на сычевском направлении фронтовую подвижную группу (6-й и 8-й танковые и 2-й гвардейский кавалерийский корпуса). Это был своевременный шаг, так как командующий группой армий «Центр», стремясь сорвать замысел Жукова и Конева, усилил 9-ю армию тремя танковыми и двумя пехотными дивизиями и предпринял контрудар в общем направлении на Погорелое Городище. «Прорыв удалось предотвратить только тем, — писал позднее генерал К. фон Типпельскирх, — что три танковые и несколько пехотных дивизий, которые уже готовились к переброске на южный фронт, были задержаны и введены сначала для локализации прорыва, а затем и для контрудара»{232}.

Ввод в сражение с обеих сторон танковых соединений привел к тому, что 7 августа на подступах к рекам Вазуза и Гжать произошло крупное танковое сражение с участием до 1,5 тыс. танков и самоходных орудий. На следующий день генерал армии Жуков вводит в сражение 5-ю армию Западного фронта с задачей прорвать оборону противника на всю тактическую глубину и соединиться с левофланговыми частями 20-й армии.

Командующий 9-й армией генерал-полковник Модель, опасаясь за свой правый фланг, перебросил туда все имевшиеся резервы и наспех сформированные из обозников и отпускников боевые группы. Войска армии совместно с частями и соединениями 3-й танковой армии оказывали упорное сопротивление, удерживая занимаемые позиции. Все попытки советских войск выйти к железной дороге Ржев — Вязьма решительно пресекались противником. В то же время войска Западного и Калининского фронтов сорвали контрудар врага, нанесли ему поражение и вынудили перейти к обороне на рубеже рек Вазуза и Гжать, село Карманово. Используя успех Западного фронта, войска 30-й и 29-й армий Калининского фронта во второй половине августа вышли на подступы к Ржеву, но овладеть им не смогли. 23 августа 31-я армия при помощи войск 29-й армии освободила Зубцов, а войска 20-й армии — Карманово. На этом наступательные возможности войск Западного и Калининского фронтов были исчерпаны, и они перешли к обороне.

С этой трактовкой событий не согласна С.А. Герасимова, считая, что наступление продолжалось и после 23 августа. Все это верно. Но нельзя забывать о том, что согласно директиве № 170514 Ставки ВГК от 16 июля войска Калининского и Западного фронтов должны были «овладеть городами Ржев и Зубцов, выйти и прочно закрепиться на реках Волга и Вазуза, обеспечив за собой тет-де-поны в районе Ржева и Зубцова». Полностью эту задачу войска не выполнили. Левое крыло Калининского фронта не сумело овладеть Ржевом, но вышло к Волге. Правое крыло Западного фронта заняло Зубцов и захватило плацдарм на левом берегу Вазузы. Основным итогом Ржевско-Сычевской наступательной операции стало то, что войска обоих фронтов продвинулись на 30–45 км, ликвидировали плацдарм противника на левом берегу Волги в районе Ржева, сковали крупные силы группы армий «Центр» и вынудили противника перебросить в район операции 12 дивизий с других участков советско-германского фронта. По данным энциклопедии «Великая Отечественная война 1941–1945», 16 вражеских дивизий потеряли 50–80% личного состава, а в каждой из танковых дивизий из 150–160 боевых машин осталось не боле 20–30.