Ржевско-Вяземская операция готовилась и развертывалась без оперативной паузы в ходе продолжавшегося наступления советских войск. По данным «Военной энциклопедии», советские войска насчитывали 688 тыс. человек, 10 900 орудий и минометов, 474 танка, а противник – около 625 тыс. человек, до 11 тыс. орудий и минометов и 354 танка. Эти данные свидетельствуют о том, что советские войска имели незначительное превосходство в живой силе, в 1,3 раза больше танков и равное с противником количество орудий и минометов.
В рамках операции были проведены Сычевско-Вяземская (Калининский фронт), Можайско-Вяземская (Западный фронт), Вяземская воздушно-десантная (4-й воздушно-десантный корпус, 201-я воздушно-десантная бригада 5-го воздушно-десантного корпуса и 250-й отдельный стрелковый полк) и Ржевская (Калининский фронт) фронтовые наступательные операции.
Противник занимал оборону на рубеже рек Лама, Руза, Москва, Нара, далее по Оке на Калугу, Белев и южнее по р. Зуша. Основу обороны составляли системы опорных пунктов и узлов сопротивления в населенных пунктах, на перекрестках дорог и на других важных участках позиций. Для создания полевых укреплений с ДЗОТами были использованы ранее имевшиеся здесь оборонительные постройки. Далее в глубине были возведены укрепления у Шаховской, Середы, Можайска, Малоярославца, Детчино и южнее. Следующий оборонительный рубеж намечался восточнее Ржева и Гжатска (гжатская линия обороны), затем на юг по рекам Угра и Ока. Основные группировки противника находились на гжатском направлении, а также в районе Медынь, Калуга, Юхнов.
Войскам 16-й армии совместно с 1-й ударной и 20-й армиями предстояло наступать на волоколамско-гжатском направлении. Гжатск образовывал вершину треугольника оборонительной позиции противника, основанием которого являлись Ржев, Вязьма. Овладение гжатским узлом обороны нарушало оборонительную систему противника и давало возможность обойти вяземский узел сопротивления с севера. На этом направлении (ширина 75 км) противник имел 13 дивизий, 34,1 тыс. солдат и офицеров, 230 орудий дивизионной артиллерии и 135 танков.[327]
Первыми в наступление 8 января перешли войска Калининского фронта, левого крыла и центра Западного фронта, а 10 января – армии правого крыла Западного фронта. В результате ожесточенных боев с 8 по 15 января соединения 39-й армии Калининского фронта вышли в районы западнее и юго-западнее Ржева, а левофланговые армии Западного фронта (43-я, 49-я и 50-я армии) – в район Юхнова. Здесь они были вынуждены перейти к обороне на рубежах, удаленных на 70—75 км к северу и юго-востоку от Вязьмы. Использовать создавшиеся благоприятные условия для окружения ржевско-вяземской группировки противника им не удалось. Пополнения не дождались, и мощь ударных группировок оказалась утраченной.
На правом крыле Западного фронта генерал армии Жуков смог в полной мере использовать выгодное оперативное положение 20-й армии, которая имела плацдарм на западном берегу р. Лама и должна была наступать вдоль Волоколамского шоссе, это помогло бы успешно решать в ходе наступления вопросы маневра и подвоза материальных средств – ведь зима стояла снежная. Здесь командующий фронтом создал ударную группу, усилив ее кавалерийскими, стрелковыми и лыжными соединениями, частями и подразделениями, артиллерией и танками из состава 1-й ударной и 16-й армий. Пожалуй, впервые за всю войну на участке прорыва обороны противника удалось создать высокую плотность войск и в несколько раз превзойти неприятеля в силах и средствах. И все это было сделано без резервов, собственными силами, за счет привлечения сил с других направлений Западного фронта.
Несмотря на сильную метель, после полуторачасовой артиллерийской подготовки войска ударной группы Западного фронта 10 января перешли в наступление. Плохие метеоусловия не позволили применить авиацию, но и противнику это не удалось. Передний край обороны был прорван сравнительно быстро, но далее из каждого населенного пункта противника выбивать приходилось только неоднократными атаками. К исходу дня войска 20-й армии продвинулись на главном направлении всего на 2—3 км. На направлении наступления 1-й ударной и 16-й армий успех был еще более скромным. 56-я стрелковая бригада 1-й ударной армии овладела лишь первой траншеей, атаки 2-й гвардейской стрелковой бригады были отражены сильным огнем противника.
11 января части 20-й армии продолжали отражать многочисленные контратаки врага и имели незначительное продвижение. На следующий день с вводом в сражение вторых эшелонов 20-я армия завершила прорыв главной полосы обороны противника и продвинулась за день до 5 км. В полосе наступления 1-й ударной армии 56-я, 2-я гвардейская и 44-я стрелковые бригады после упорных атак выбили противника из Гусева и из сильно укрепленного опорного пункта Спас-Помазкино.