Жуков, стремясь сорвать намерения противника, нанес по его резервам удар авиацией и нацелил на них основные силы подвижной группы. В результате 7 августа на подступах к рекам Вазуза и Гжать произошло крупное танковое сражение, в котором с обеих сторон участвовало до 1500 танков и самоходных орудий. 8 августа в сражение была введена 5-я армия Западного фронта с задачей прорвать оборону противника на всю тактическую глубину и соединиться с левофланговыми частями 20-й армии.

С 10 августа сражение разгорелось с новой силой. Главная группировка советских войск нанесла удар в стык между 3-й танковой и 9-й армиями. Вскоре сражение охватило всю полосу от Гжатска до района западнее Ржева. Генерал Модель, беспокоясь за свой правый фланг, перебросил туда все имевшиеся резервы и наспех сформированные из обозников и отпускников боевые группы. Войска 3-й танковой и 9-й армий оказывали упорное сопротивление, удерживая занимаемые позиции. Все попытки советских войск выйти к железной дороге Ржев — Вязьма решительно пресекались противником. Добиться значительных территориальных успехов советским войскам не удалось. Однако они сорвали контрудар противника, нанесли ему поражение и вынудили перейти к обороне на рубеже рек Вазуза и Гжать, село Карманово.

В дальнейшем войска правого крыла Западного фронта вели бои за расширение захваченных на левых берегах Вазузы и Гжати плацдармов и на подступах к Карманово и Быково. Используя успех Западного фронта, войска 30 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 наших войск были исчерпаны, и они перешли к обороне.

С этой трактовкой событий не согласна С. А. Герасимова, отмечающая, 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 сумело овладеть Зубцовом и захватить плацдарм на левом берегу Вазузы. Основным итогом Ржевско-Сычевской наступательной операции явилось то, что советские войска 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.

При этом Жуков был уверен: «Если бы в нашем распоряжении были одна-две армии, можно было бы во взаимодействии с Калининским фронтом не только разгромить ржевскую группировку, но и всю ржевско-вяземскую группу немецких войск и значительно улучшить оперативное положение на всем западном стратегическом направлении. К сожалению, эта реальная возможность Верховным Главнокомандованием была упущена». С этим мнением можно согласиться, так как сил для выполнения задач, поставленных войскам Западного и Калининского фронтов, действительно не хватало. Да еще в ходе операции Ставка ВГК изымала из Западного фронта части и соединения. Так, 11 августа командующему войсками Западного фронта было приказано направить в пункты нового назначения четыре (298, 173, 116 и 342-ю) стрелковые дивизии. Следует также учесть, что советским войскам пришлось прорывать заблаговременно созданную глубоко эшелонированную и сильно укрепленную оборону. Поэтому и потери войск были значительны. Из 345,1 тыс. человек, привлеченных к операции, в ходе боевых действий было потеряно 193,7 тыс., в том числе почти 51,5 тыс. (14,9 %) — безвозвратно. В ходе ожесточенных боев 16 вражеских дивизий, по оценкам авторов энциклопедии «Великая Отечественная война 1941–1945», потеряли 50–80 % личного состава, а в каждой из танковых дивизий из 150–160 боевых машин осталось не более 20–30. Противник сравнивал сражение за ржевско-вяземский выступ с сражением на Сомме периода Первой мировой войны: «Чтобы расширить прорыв, большевики направили туда крупные массы людей, танков, самолетов. Бомбы и снаряды сыпались дождем. Их орудия непрерывно сеяли смерть и разрушения на наших линиях. Мы, молодежь, считали, а старики подтверждали, что ужасное сражение на Сомме снова стало реальностью в борьбе на этих перепаханных сталью и политых кровью квадратных метрах».

После завершения Ржевско-Сычевской операции Жуков выехал в район населенного пункта Погорелое Городище для проведения новой наступательной операции. Однако тут Георгия Константиновича ожидал новый сюрприз. 26 августа Ставка ВГК своей директивой известила всех, что «постановлением Совета Народных Комиссаров Союза ССР генерал армии Жуков Г. К. назначен заместителем Верховного главнокомандующего РККА и Военно-Морского флота с освобождением его от должности командующего войсками Западного фронта». На следующий день еще назначение — первым заместителем народного комиссара обороны. От обязанностей первого заместителя наркома освобождался маршал С. М. Буденный.

Поздно вечером в Кремле Сталин сообщил, что Государственный комитет обороны решил направить Жукова в район Сталинграда.

Что же произошло в районе Сталинграда?

23 июля противник предпринял попытку охватывающими ударами по флангам советских войск в большой излучине Дона окружить их, выйти в район Калача и с запада прорваться к Сталинграду. Однако войска 62 и 64-й армий и 1 и 4-й танковых армий сорвали этот замысел врага. К 10 августа советские войска отошли на левый берег Дона, заняли оборону на внешнем обводе Сталинграда и остановили продвижение противника. Еще 31 июля противник вынужден был повернуть с кавказского на сталинградское направление 4-ю танковую армию, передовые части которой 2 августа вышли к Котельниковскому, создав угрозу прорыва к Сталинграду с юго-запада. Для обороны этого направления 7 августа из состава Сталинградского фронта был выделен новый Юго-Восточный фронт (64, 57, 51, 1-я гвардейская, с 30 августа — 62-я армии, 8-я воздушная армия) под командованием генерал-полковника А. И. Ерёменко. Его войска 9–10 августа нанесли контрудар и вынудили 4-ю танковую армию противника перейти к обороне. К 17 августа его войска и здесь были остановлены на внешнем оборонительном обводе. 19 августа противник возобновил наступление, стремясь овладеть Сталинградом одновременными ударами с запада и юго-запада. 23 августа 14-му танковому корпусу 6-й армии удалось прорваться к Волге севернее Сталинграда. Противник попытался захватить город ударом с севера вдоль Волги. В отражении этого удара важную роль сыграли части Сталинградского корпусного района ПВО. В тот же день вражеская авиация подвергла Сталинград варварской бомбардировке, совершив около 2000 самолетовылетов.

Сталин слишком поздно осознал свою ошибку, когда ратовал за наступление на всех фронтах. Надо было спасать город, носивший его имя. Если посмотреть директивы, которые опубликованы в сборнике «Русский архив: Великая Отечественная: Ставка ВГК: Документы и материалы: 1942 год. Т. 16 (5–2)», то видно, что летом 1942 г. основное внимание Ставки ВГК и Генштаба было сосредоточено на юге и юго-западе страны. Западное направление интересовало их менее всего: там был Жуков.