На направлении действий 19-й армии на участке Шатуны, Балашова шириной 11–12 км оборонялись части 5-й пехотной дивизии противника, имея все три полка в первом эшелоне. Южнее в полосе Капыревщина, Казакова, Чистая, Кровопусково оборонялись части 161-й пд. Немцы оказывали упорное сопротивление, подтягивая резервы из глубины. Их авиация буквально терроризировала наши войска. В некоторые моменты в воздухе одновременно висело до 50 самолетов, которые бомбили огневые позиции артиллерии, резервы, переправы через реку Вопь. Постепенно в бой были втянуты и части 8-й и 28-й пехотных дивизий 8-го армейского корпуса, а также 900-й учебной моторизованной бригады[13]. Противник, стремясь удержать занимаемый рубеж, неоднократно переходил в контратаки. В районе Почепова артогнем было подбито 25 немецких танков, а атакой 202-го танкового полка 101-й танковой дивизии уничтожено еще 15 танков противника. Нашим частям удалось занять Казакова, Мужилова. С 17 по 21 августа 91-ю стрелковую дивизию полковника И.А. Волкова, которая наступала без танков, поддерживал 120-й гап. Его 152-мм гаубицы-пушки подавляли артиллерию и минометы противника, систему его наблюдения, управления и связи. Для разведки стреляющих артбатарей противника наши войска использовали в районе Колковичи привязные аэростаты. Но надежно подавить огневые средства противника было нечем — снарядов не хватало.
Вечером 20 августа немцы в районе деревень Задняя и Потелица бросили в контратаку до полка мотопехоты с 70 танками. Их сосредоточение было своевременно обнаружено разведкой, которая сообщила координаты цели на огневые позиции. Огнем батарей 120-го гап противнику был нанесен большой урон, и его контратака была отражена. На поле боя осталось 37 подбитых и сожженных танков и бронетранспортеров врага. Согласно донесению штаба 19-й армии, в результате боев 21 и 22 августа было уничтожено около 80 танков противника. Так, по уточненным данным, только в районе к западу от Потелица 22 августа было уничтожено 22 немецких танка и 3 бронемашины. Но противнику удалось отбуксировать 15 танков, подбитых нашей артиллерией. На следующий день у этой деревни была отбита артиллерийским и пулеметным огнем еще одна контратака, на этот раз психическая. Об этом эпизоде написала газета «Правда» (№ 256 от 15.09.1941 г.).
В документах противника в этот период отмечался интенсивный огонь артиллерии крупных калибров. Позиции артиллерийских частей немцы забрасывали листовками с воздуха, в которых грозили артиллеристам всевозможными карами за их уничтожающий огонь. За бои под Ярцево и при наступлении на Духовщину полк в конце сентября представлялся к присвоению гвардейского звания. Личному составу 1-го и 2-го дивизионов была объявлена благодарность. Командиры дивизионов капитан В.М. Жлоба и капитан Ф.К. Работнов, а также некоторые офицеры и сержанты — командиры взводов и орудий — были представлены к правительственным наградам. В 1973 г. И.С. Конев на встрече ветеранов 19-й армии так отозвался о 120-м гап: «Полк был кадровый, отходил от самой границы, хорошо воевал под Духовщиной».
В отражении контрудара противника, стремящегося прорваться в тыл нашим наступающим частям и отрезать их от переправ на р. Вопь, приняли участие части 47-й авиадивизии, усиленной 215-м шап майора Л.Д. Рейно, имевшим 30 бронированных Ил-2. Они нанесли удары по частям 7-й танковой дивизии генерал-майора фон Функа, выдвигавшейся со стороны Духовщины к западному берегу р. Царевич. В течение двух дней самолеты Ил-2 61-го и 215-го шап выполнили 82 самолето-вылета, истребители 129-го иап — 69, а бомбардировщики 140-го сбап — 9 боевых вылетов. Удары наносились последовательно с интервалами между группами от 40 минут до одного часа. В день производилось до 3 полк-вылетов. В этих боях ВВС Красной Армии широко применяли различные зажигающие боевые системы: гранулированный фосфор, зажигательную смесь типа С-4, ампулы АЖ-2 с самовоспламеняющейся жидкостью «КС» (сплав фосфора и серы с очень низкой температурой плавления). Например, только одна 12-я сад ВВС Резервного фронта 30 августа израсходовала 290 кг фосфора, 56 литров С-4 и 638 АЖ-2. За счет этого эффективность ударов авиации по немецким мотомехколоннам была значительно повышена, и противник понес серьезные потери. Немцам пришлось разрабатывать специальные инструкции по борьбе с зажигательными средствами русских.