Однако если в начальной фазе операции удар двух танковых корпусов мог бы привести к прорыву обороны на восточном фасе Ржевского выступа, то в декабре 1942 г. ситуация существенно изменилась. Произошло то же, что происходило в ходе «мясорубок» Первой мировой войны, когда обороняющийся подтягивал к месту прорыва части и соединения с соседних участков фронта, уплотняя выявленное направление главного удара. Против вазузского плацдарма в декабре оборонялись 78-я пехотная и 9-я танковая дивизии, а в ближайшем тылу находилась выведенная из первой линии 5-я танковая дивизия. Кроме того, в резерв 9-й армии прибывает 2-я танковая дивизия из состава 3-й танковой армии. 3-я танковая армия и ее соединения никак не были скованы советским наступлением, и поэтому из ее состава могли быть беспрепятственно переброшены силы на выручку армии Моделя. На 18 ноября 1942 г. в составе 2-й танковой дивизии насчитывалось 11 Pz.II, 10 Pz.III с 50-мм короткой пушкой, 8 Pz.III с 50-мм длинноствольной пушкой, 12 Pz.III с 75-мм 24-калиберным орудием, 4 Pz.IV с 75-мм 24-калиберным орудием, 8 Pz.IV с длинноствольным орудием, один командирский танк. Немецкую сторону также не миновали кадровые перестановки. Вместо фон Арнима пост командующего XXXIX танковым корпусом занял генерал-лейтенант Роберт Мартинек. Ввод свежих сил советским командованием был в значительной степени парирован вводом 9-й танковой дивизии, которая заняла оборону в Малом и Большом Кропотово, узлах сопротивления, остановивших советское наступления в первой фазе операции. Южнее ее занимала оборону 78-я пехотная дивизия.
Наступление началось 11 декабря 1942 г. в 10.10 с артиллерийской подготовки, длившейся 50 минут. Отказавшись от использования 5-го и 6-го танковых корпусов в качестве эшелона развития успеха, оба танковых корпуса были введены в бой в качестве средства поддержки пехоты на направлении главного удара. 6-й танковый корпус нацеливался на совместное с 30-й гвардейской стрелковой дивизией овладение ненавистным узлом сопротивления в Малом Кропотово. Корпус К.А.Семенченко придавался 243-й стрелковой дивизии. Он должен был выполнить задачу, которую не решила подвижная группа полковника Н.А.Кропотина в первой фазе операции: нанести обеспечивающий левый фланг наступления подвижной группы Крюкова удар в направлении Сычевки. Помимо этого наступление двух танковых корпусов окаймляли наступательные действия стрелковых дивизий. На северном фланге 336-я стрелковая дивизия с 20-й танковой бригадой должна была наступать на Большое Кропотово. На южном фланге 247-я стрелковая дивизия с 9-й гвардейской и 18-й танковыми бригадами должна была наступать на Жеребцово и Юровку.
Сравнительно короткая артиллерийская подготовка не привела к подавлению системы огня немцев по всему фронту наступления, и решительных результатов перешедшие в 11.00 в наступление соединения не добились. Атаки 30-й гвардейской стрелковой дивизии и построенного в два эшелона 6-го танкового корпуса на Малое Кропотово были отбиты. Плотно построенные узлы сопротивления немцев активно поддерживали друг друга огнем. Все три бригады наступавшего на Подосиновку 5-го танкового корпуса попали под фланговый огонь из Жеребцово. Потери 5-го танкового корпуса за первый день наступления составили 17 танков KB, 20 танков T-34 и 11 танков Т-70, 5-я мотострелковая бригада потеряла более 50% своего личного состава. Однако результативная поддержка соседей не лучшим образом сказалась на судьбе немецкого гарнизона Жеребцово: к вечеру первого дня наступления 247-я стрелковая дивизия и 18-я танковая бригада ворвались в деревню ценой потери 2 T-34, 3 Т-70 и 5 Т-60.
Захват Жеребцово позволил на второй день наступления 243-й стрелковой дивизией и 5-м танковым корпусом овладеть Подосиновкой. Но в результате нескольких немецких контратак она была потеряна. Корпус К.А.Семенченко постепенно таял, за день 12 декабря он потерял 4 KB, 9 T-34 и 10 Т-70. Действовавший в составе трех бригад (11 декабря 200-я танковая бригада получила 23 T-34 из ремонта, 12 декабря — еще столько же) 6-й танковый корпус успеха в овладении «сердцем» немецкой обороны — Малым Кропотово — не добился. Неподавленная система огня прижимала пехоту к земле, а вырвавшиеся вперед танки без поддержки пехоты уничтожались. Все это превращало укрепленные колючей проволокой и ДЗОТами русские деревни в подобие фортов Дуомон и Во французской крепости Верден времен Первой мировой войны.