Однако, как выяснилось позже, разведывательные данные не подтвердились. Противник, опираясь на Лотошинский укрепленный район и используя развитую здесь сеть дорог, создал на пути наступления армии прочную глубоко эшелонированную оборону, широко применял маневр танками и мотопехотой. В результате этого темпы продвижения соединений 30-й армии не превышали 2–3 км в сутки.
Тем временем усложнилась обстановка и на правом крыле фронта, где обнажился фланг 22-й армии с соседней 4-й ударной армией Северо-Западного фронта. По предложению генерал-полковника И. С. Конева в ночь на 22 января Ставка ВГК передала в состав Калининского фронта 3-ю и 4-ю ударные армии. Прибыв на КП 3-й ударной армии, командующий фронтом приказал генералу М. А. Пуркаеву наступать в направлении на Холм, Великие Луки, Витебск, командующему 4-й ударной армией было передано распоряжение — более энергично развивать наступление на Велиж, смелее обходить опорные пункты противника, создавать подвижные передовые отряды.
29 января соединения 3-й ударной армии, пройдя с боями около 90 км, вышли к Великим Лукам, а 4-я ударная армия, продвинувшись на 75-110 км, создала выгодные условия для удара на Витебск и Демидов. Однако реализовать эту возможность не удалось. После более чем двадцатидневного наступления на труднодоступной местности, в условиях суровой и многоснежной зимы войска нуждались в пополнении и отдыхе. Учитывая это, генерал Конев отдал приказ на переход армий к обороне на достигнутых рубежах.
Тогда же, в январе 1942 года, часть сил Калининского фронта приняла участие в осуществлении Ржевско-Вяземской наступательной операции (8 января — 20 апреля 1942 года). Главная роль в ней отводилась войскам Западного фронта. На соединения Калининского фронта возлагалась задача нанести удар в направлении на Сычевку и Вязьму с целью оказать содействие в окружении действовавшей в районе Вязьмы группировки противника в составе пяти дивизий 9-й германской армии, в командование которой вступил генерал-полковник Вальтер Модель.
Генерал Конев решил главный удар нанести силами 39-й армии. Выехав на ее командный пункт, он встретился с командующим армией генерал-майором И. И. Масленниковым. Вместе они направились на местность, чтобы уточнить участок прорыва. Здесь в присутствии начальника штаба армии полковника П. П. Мирошниченко Иван Степанович довел замысел предстоящей операции. Исходя из слабых ударных и огневых возможностей 39-й армии, было решено начать наступление затемно, чтобы тем самым достичь внезапности первоначального удара, а на второй-третий день операции ввести в сражение фронтовую подвижную группу — 11-й кавалерийский корпус. Ему ставилась задача перерезать автомагистраль и железную дорогу Вязьма — Смоленск. Действия ударной группировки обеспечивались переходом в наступление 29-й, 31-й и 22-й армий.
8 января соединения 39-й армии прорвали оборону противника западнее Ржева на узком, 15-километровом участке и, продвинувшись на юг с боями до 50 км, в середине января вышли в район западнее Сычевки. Вошедший в прорыв 11-й кавалерийский корпус к 26 января подошел с запада к Вязьме. На следующий день он перерезал автомагистраль, но затем под натиском превосходящих сил противника вынужден был отойти, и перешел по указанию генерала Конева к обороне. «Оборону использовать для закрепления. Готовить силы для удара на Вязьму», — гласило его распоряжение, переданное по радио[35]. Одновременно по решению Конева в прорыв после перегруппировки вводится 29-я армия под командованием генерал-майора В. И. Швецова. Она обошла Ржев с запада и завязала бои на подступах к городу. Учитывая успех армий левого крыла Северо-Западного фронта, к этому времени начавших операцию на торопецко-холмском направлении, генерал Конев основные силы 22-й армии, которой командовал генерал В. И. Вострухов, временно заменивший генерала В. А. Юшкевича, решил перенацелить на город Белый. В результате успешного ее продвижения на глубину 120–130 км соединения армии охватили с запада части 23-го армейского корпуса противника, оборонявшегося в районе Оленино.
К концу января в полосе фронта обстановка резко изменилась. Противник, воспользовавшись большой растянутостью боевых порядков советских войск, ударами из района Ржева на запад и из района Оленино на восток сумел перекрыть участок прорыва 39-й армии. Заслушав в связи с этим на заседании Военного совета доклад начальника штаба фронта генерала М. В. Захарова, командующий фронтом принял решение восстановить положение нанесением ударов соединениями 29-й армии с юга и частью сил 30-й армии, перегруппированных с левого крыла фронта в район Ржева, — с севера. Для реализации этого замысла требовалась большая организаторская работа. Иван Степанович переместил свой КП в полосу предстоящего удара 30-й армии, а член Военного совета фронта корпусной комиссар Д. С. Леонов с группой командиров и политработников вылетел в 29-ю армию.