Для ликвидации угрозы удара во фланг группировки фронта, наступавшей на Сычевку, Ставка потребовала во что бы то ни стало не позднее 12 января взять Ржев, привлекая все войска 29-й армии и часть сил 39-й армии. Конев решил, используя успех генерала Масленникова, произвести перегруппировку армии Швецова в полосу прорыва и захватить город ударами с запада и северо-запада. Но все атаки девяти советских дивизий отражались обороной противника.
Одновременно 11–12 января был введен в прорыв 11-й кавалерийский корпус под командованием полковника Соколова. В его состав входили 18, 24, 82-я кавалерийские и 2-я гвардейская мотострелковая дивизии. Задача корпуса состояла в том, чтобы, достигнув района западнее Сычевки, отрезать противнику пути отхода. В дальнейшем конникам предстояло перерезать автостраду Москва–Минск западнее Вязьмы.
Таким образом, в первую неделю наступления войска Конева достигли успеха лишь на направлении главного удара. Но и этот успех был ограниченным. Хотя к 15 января войска 39-й армии пятью дивизиями вышли на подступы к Сычевке, овладеть городом они не смогли. Железная дорога Ржев–Сычевка–Вязьма оставалась в руках противника. Немцы перебросили сюда дополнительно 1-ю танковую дивизию генерала Крюгера из района Лотошино и части 208-й пехотной дивизии из резерва. Войска Масленникова были скованы боями и понесли большие потери. Тылы армии, базировавшиеся на одну грунтовую дорогу, отстали; красноармейцы перешли на «самообеспечение» на и без того основательно разграбленной оккупантами территории. Выход в район юго-западнее Сычевки кавалерийского корпуса Соколова ничего не изменил. Поэтому командование фронта вынуждено было почти на неделю задержать конницу на правом фланге 39-й армии до окончательного выяснения обстановки.
16 января Гитлер под предлогом болезни отстранил генерала Штрауса от командования 9-й полевой армией и назначил на его место убежденного национал-социалиста, 50-летнего танкового генерала Вальтера Моделя.
Генерал Конев, получив директиву Ставки, 19 января уточнил задачи своим армиям: 22-й — обеспечивать правый фланг фронта и выйти к Белому; 29-й — овладеть Ржевом; 39-й армии — продолжать уничтожать противника в районе Осуга, Сычевка, не допуская его прорыва на запад и северо-запад; 11-му кавкорпусу — перерезать коммуникации западнее Вязьмы; 31-й армии — наступать левым флангом на Зубцов. Передававшиеся в подчинение Калининского фронта 3-я и 4-я ударные армии должны были развивать наступление на Велиж и Великие Луки.
К 22 января 39-я армия продвинулась на 80–90 км, выйдя на тылы 9-й немецкой армии, а войска Швецова глубоко охватили с северо-запада оленинскую группировку. Войска правого крыла фронта глубоко охватили с северо-запада группу армий «Центр» и вышли в ее глубокий тыл, на подступы к Витебску, Смоленску, Ярцево.
Однако сопротивление противника резко усилилось. Армия генерала Вострухова вела ожесточенные бои за город Белый. Была остановлена 39-я армия. Кавкорпус Соколова прорвался к Вязьме с севера и 26 января перерезал шоссейную дорогу Вязьма–Смоленск, но не смог овладеть городом. Сильный нажим испытывала 29-я армия, отрезавшая оленинскую группировку от главных сил Моделя. Не сумели преодолеть немецкую оборону и армии левого крыла Калининского фронта, наступавшие на Ржев с севера и северо-востока. Конев, обеспокоенный укреплением флангов у основания прорыва, еще 21 января принял решение на перегруппировку 30-й армии с левого крыла фронта в полосу действий обескровленной армии Швецова. Эти меры запоздали.
22 января в 10 часов утра два полка 6-го армейского корпуса противника при поддержке авиации перешли в наступление от Ржева вдоль Волги и заняли Ножкино. Одновременно 256-я пехотная дивизия и кавбригада СС контрударом от Трушково оттеснили на северный берег реки части 178-й стрелковой дивизии 22-й армии. На следующий день немцы сомкнули фронт по южному берегу реки, восстановив связь между 23-м и 6-м армейскими корпусами, и принялись расширять коридор между Волгой и железной дорогой Ржев–Великие Луки. Войска Калининского фронта оказались разобщенными на две группы: 22-я, 30-я, 31-я и часть сил 29-й армии остались на северном берегу Волги и на северных подступах к Ржеву; 39-я армия, основные силы 29-й и 11-й кавалерийский корпус — юго-западнее и южнее Ржева, между Чертолино и Сычевкой.
Генералу Лелюшенко, прибывшему к исходу 23 января в этот район с управлением 30-й армии и двумя стрелковыми дивизиями, было приказано принять под свое командование две оставшиеся дивизии 29-й армии и восстановить положение западнее Ржева. Основные силы Швецова должны были атаковать ему навстречу в северном направлении. Но противник успел закрепиться на захваченных позициях и ожесточенно их оборонял.