К утру 5 августа соединения Западного фронта полностью преодолели главную полосу обороны, расширив прорыв до 16 км и углубившись в расположение немецких войск на 8–10 км. Таким образом, войска 31-й и 20-й армий в основном выполнили задачу прорыва тактической зоны обороны на всю глубину. План операции предусматривал на второй день для 31-й армии овладение городом Зубцов и выход на Вазузу, для 20-й армии – освобождение Карманово и захват передовыми отрядами переправ на Гжати. Этих целей пока не удалось достичь из-за медлительности обеих армейских подвижных групп как при переправе через Держу, так и после ввода в прорыв. Они буквально тонули в грязи. 8-й стрелковый корпус через леса пробивался к Карманово, преодолевая ожесточенное сопротивление 36-й мотодивизии.
Отряд 8-го танкового корпуса к исходу дня 5 августа смог выйти частью сил лишь в район Покров, Ровное. Передовые подразделения 6-го корпуса, двигавшиеся несколько быстрее, достигли Костино, Бровцино на ближних подступах к Вазузе на участке 251-й стрелковой дивизии 20-й армии. Вечером части армейских подвижных групп подошли к тыловому оборонительному рубежу противника на подступах в реке Вазуза, но прорвать его с ходу не смогли.
Впереди находился заранее укрепленный рубеж противника, проходивший здесь и севернее до Зубцова вдоль западного берега реки, а далее тянувшийся на юго-восток от нее к Карманово. Перед этим рубежом уже во второй половине дня 5 августа наступающие войска 31-й и 20-й армий встретили резко возросшее сопротивление противника и были остановлены по всей своей полосе. Попытка частей 251-й сд полковника Б. Б. Городовикова прорвать вражескую оборону в направлении Буконтово не увенчалась успехом даже с подходом передового отряда 6-го танкового корпуса, состоявшего из 100-й танковой, 6-й мотострелковой бригад и двух батарей противотанковой артиллерии. К 5 августа резервы группы армий «Центр» уже сосредоточились в районе Сычевки, и генерал Модель решил использовать их для нанесения контрудара на Погорелое Городище: от Осуги через Буконтово – силами 5-й танковой и 253-й пехотной дивизий, со стороны Сычевки через Хлепень – 1-й танковой и 6-й пехотной, из района Карманово – 2-й танковой, 36-й моторизованной и 342-й пехотной дивизий. Выдвижение немецких дивизий началось в ночь на 6 августа.
В боях подо Ржевом погиб рядовой Владимир Иванович Лысов (1912–1942).
6 августа
Жуков приказал войскам Западного фронта возобновить операцию.
Директива Жукова предписывала 31-й и 20-й армиям возобновить операцию с утра 6 августа и к исходу 8 августа выйти в своих полосах на железную дорогу Ржев – Вязьма. Фронтовой подвижной группе приказывалось продолжать наступление в направлении Сычевки. 6-й танковый корпус, выдвинувший к тому времени свои главные силы в район Зеновское, Засухино, Старое, должен был, не задерживаясь, выступить на Копылово. Оттуда ему предстояло нанести удар в направлении населенного пункта Малое Кропотово и овладеть районом Кривцово, Мостищи, Березовка, Кузьмино, расположенным на меридиане Ржева. Корпус генерала Соломатина получил задачу наступать от Каськова, Покрова, Ровное на Козлово, Хлепень и в дальнейшем выйти к Сычевке. Разгромить противника юго-восточнее этого населенного пункта надлежало кавкорпусу генерала Крюкова, который выдвигался левее, из района Праслово, Красный Пахарь, Семеновское, Кондраково.
Соединения подвижной группы фронта по-прежнему двигались очень медленно. Дождь лил не переставая. Только во второй половине дня 6 августа корпус Гетмана вступил в бой с сильно поредевшими частями 161-й пехотной дивизии, противостоявшей левому флангу 31-й и правому флангу 20-й армий. Одним из первых атаковал противника передовой отряд 200-й танковой бригады. Действуя совместно с пехотой, он после ожесточенного боя ворвался в Буконтово и вышел на восточный берег реки Вазуза. Вслед за тем части 8-го танкового корпуса овладели населенным пунктом Козлово. Еще южнее главные силы 251-й сд и танкисты Соломатина очистили Луковники и Карамзино от противника и продолжали наступать в направлении Печоры. Левофланговая 88-я дивизия 31-й армии при поддержке 200-й танковой бригады освободила Кошелево.
Оборона противника на этом участке была прорвана на рубеже Кошелево – Карамзино. К 20 часам основные силы фронтовой подвижной группы вышли к Вазузе. В тот же день на западный берег переправились 6-я мотострелковая и 200-я танковая бригады корпуса Гетмана и с ходу повели наступление в направлении Гредякино – Щеколдино – Кортнево. Но едва продвинувшись на 2–3 км, они столкнулись с подошедшими резервами противника. С наступлением темноты бой прекратился, советским частям удалось удержать небольшой плацдарм на западном берегу Вазузы. 31-я танковая бригада 8-го корпуса ночью также прорвалась к реке и захватила переправу в районе Хлепени.
7 августа