Не добившись продвижения в направлении Полунино, приостановив наступление, командование 30-й армии 7—9 августа произвело перегруппировку войск с целью изменения направления главного удара. Было принято решение наступать левым флангом армии в обход Ржева. 10 августа 30-я армия Калининского фронта начала второй этап наступления на Ржев. Главный удар левым флангом армии в направлении Грибеево — аэродром — Опоки — Ржев. В левофланговую группу вошли 6 стрелковых дивизий, 3 стрелковые и несколько танковых бригад. В тот же день, 10 августа, вернувшись из отпуска по лечению (он был ранен во время полета на связном самолете в мае 1942 г.), в 9-ю армию вернулся ее командующий генерал-полковник Вальтер Модель и застал ситуацию, «которой едва ли можно было овладеть».
В 7.00 утра 10 августа после часовой артподготовки войска 30-й армии на всем фронте перешли в наступление. С 15 до 18 августа шли ожесточенные бои в районе деревни Демкино. Этот район являлся ключом для выхода наступающих советских войск к Волге.
20 августа 256-й пехотной дивизии пришлось под нажимом 30-й армии отступить и отойти на южный берег Волги. 21 августа это заставило оборонявшуюся справа от нее 14-ю моторизованную дивизию также покинуть северный берег. Со всей ее тяжелой техникой и оружием ей удалось переправиться у Матюкова на другой берег по построенному между Ржевом и Зубцовом мосту. Овладев деревнями Архарово, Пудово, Мосягино, Першино, Варюшино и другими, северной частью пригородного аэродрома, левофланговые дивизии 30-й армии к вечеру 21 августа вышли к Волге на фронте Варюшино — Голышкино. Первым к Волге вышел в район Горшково — Горчаково 965-й стрелковый полк 274-й дивизии.
21 августа наступление 30-й армии было приостановлено для перегруппировки сил. В ходе второго этапа наступления на Ржев наши войска вышли к Городскому лесу, к восточной окраине города, на левый берег Волги от Ржева до Зубцова.
Калининский фронт постепенно очищал от противника северный берег Волги и подходил вплотную к Ржеву. 25 и 26 августа 16-я гвардейская и 359-я стрелковая дивизии при поддержке танков овладели деревнями Ковынево, Лазарево, Строево, Поволжье и вышли к Волге в 5—6 километрах западнее Ржева. Части 87-й пехотной дивизии, вслед за другими соединениями 9-й армии, перешли на южный берег Волги.
26 августа 1942 года командовавший Калининским фронтом И.С.Конев был назначен командующим Западным фронтом, сменив Г.К.Жукова, вступившего в должность заместителя Верховного Главнокомандующего и убывшего под Сталинград. Командующим Калининским фронтом был назначен генерал-лейтенант М.А.Пуркаев. Однако И.С.Конев не оставил сражения за Ржев. Поскольку наступление Западного фронта на сычевском направлении в целом завершилось, появилась возможность передать ему войска, сражающиеся за Ржев. 30-я армия перешла с 30 августа по приказу Ставки ВГК в состав войск Западного фронта. И.С.Конев продолжил начавшуюся месяц назад битву, стремясь довести ее до логического завершения. 30-я армия продолжала наступательные бои и к началу сентября вплотную подошла к Ржеву.
30 августа Гальдер записал в дневнике:
«435-й день войны. Группа армий «Центр». У 9-й армии новое обострение обстановки в районе Зубцова и севернее Ржева. Разрешено использовать дивизию «Великая Германия».
Моторизованная дивизия «Великая Германия» была элитным соединением, которое приняло участие в первых сражениях летнего наступления на южном секторе фронта. Дивизия дошла до Маныча и была выведена в резерв. Развитие событий под Ржевом вынудило немецкое командование бросить подвижное соединение в позиционные бои под Ржевом.
Командующий 30-й армией Д.Д.Лелюшенко решил форсировать Волгу в 5—6 километрах западнее Ржева на участке дома отдыха имени Семашко и деревни Поволжье, чтобы с захваченного плацдарма вести наступление на Ржев с запада.
Тем временем наступающие попытались перенести боевые действия на южный берег Волги. В 4.00 часа утра 29 августа под прикрытием дымовой завесы штурмовые группы 16-й гвардейской и 379-й стрелковой дивизий форсировали Волгу на лодках, плотах, вброд по горло в воде. Вражеские блиндажи находились менее чем в ста метрах, а первые траншеи — метрах в двухстах от реки. Наступающие выбили немцев из траншей и ДЗОТов, разминировали прибрежные участки, уничтожили на берегу огневые точки противника.
В последние дни августа и в начале сентября 1942 г. развернулись бои за город Ржев. Несколько стрелковых дивизий вели бои в ржевском Городском лесу, а 2-я гвардейская стрелковая дивизия — на северо-восточной окраине Ржева, 375-я и 220-я стрелковые дивизии — у военного городка. 1 сентября 78-я стрелковая дивизия овладела пригородным поселком Зеленкино. Решительного результата удалось добиться 21 сентября, когда штурмовые группы 215, 369-й и 375-й стрелковых дивизий, преодолев проволочное заграждение и две линии окопов, ворвались в северную часть города. Достигнутый тактический успех немедленно попытались развить. В стык 215-й и 369-й дивизий была введена в бой 2-я гвардейская дивизия. Целый день шел ожесточенный бой в северо-восточных кварталах Ржева. Хорошо вооруженные штурмовые группы, ликвидируя очаги сопротивления немцев и очищая дом за домом, медленно продвигались вперед. Штурмовые группы сопровождали 76-мм пушки, выводимые на прямую наводку. Каждый дом был превращен немцами в крепость, приспособленную к круговой обороне. Улицы были перегорожены различными препятствиями — надолбами, проволочными заграждениями.
К исходу 21 сентября 369-я дивизия овладела 17-м и 18-м кварталами, 2-я гвардейская — 24-м кварталом и очищала 23-й и 25-й кварталы, 125-я дивизия вела бои в 22-м и 23-м кварталах города. Особенно напряженным днем стало 27 сентября. В этот день в 4.00 утра наступающим войскам 30-й армии удалось занять Ржев. После многочасового боя резервы 473-го полка 253-й пехотной дивизии и части «Великой Германии», поддержанные танками и САУ дивизии вместе с САУ 189-го дивизиона штурмовых орудий, смогли восстановить положение.
В конце сентября и начале октября Ржев стал основным направлением приложения усилий 9-й армии. Сюда были стянуты все резервы с участков, где бои прекратились. Принятые меры позволили немцам вернуть контроль над городом, ставшим еще одним «Сталинградом» в верховьях Волги.
Несмотря на то что в ходе летнего сражения за Ржев не были достигнуты поставленные директивой Ставки ВГК№ 170514 задачи, объективным результатом операции стал срыв замысла немецкого командования на проведение операции «Смерч», а также возможного удара по сходящимся направлениям из района Демянска и Ржева с сокрушением Северо-Западного и Калининского фронтов.
Основные причины ограниченной успешности операции были связаны с возникновением позиционного кризиса нового времени. Танки выбивались усовершенствованной противотанковой артиллерией, а пехота еще не научилась вести боевые действия в составе штурмовых групп. Медленное развитие прорыва в глубину позволяло противнику восстанавливать фронт и воспрещать дальнейшее продвижение ударной группировки.
Командующий Калининским фронтом М.А.Пуркаев в своем приказе № 091 от 10 сентября 1942 г. указывал:
«Боевой опыт показывает, что расход в бою патронов из винтовок, пулеметов крайне незначителен. Бой, как оборонительный, так и наступательный, проходит преимущественно на артиллерийском огне. Боец не стреляет из своего оружия, боясь стрельбой вскрыть себя перед противником, и ждет разрушительных действий от артиллерийского огня» (ЦАМО, Ф.213, оп. 2002, д.102, л.144).
Но, несмотря на все эти недостатки, наступление войск Калининского и Западного фронтов явилось одним из первых опытов подготовки глубокой наступательной операции. В нем содержались основные элементы, присущие глубокой операции:
1) скрытное создание в полосе главного удара решающего превосходства в силах и средствах;
2) организация прорыва вражеской обороны на относительно узких участках;
3) длительная артиллерийская и авиационная подготовка;
4) прорыв оборонительной полосы противника стрелковыми соединениями, наступающими в сопровождении большого количества орудий и самолетов, при непосредственной поддержке танков;
5) ввод в прорыв для развития успеха подвижных групп армий и подвижной группы фронта.
Эти пять элементов были неизменными во всех крупных наступательных операциях Красной Армии в течение всей войны. Отработка каждого из них на практике, корректировка не соответствующих реалиям войны положений теории стали главным объективным результатом наступлений 1942 г.
Также впервые в ходе наступательной операции был успешно ликвидирован «угловой столб» немецкой обороны — Карманово. До этого, например, удержание Балаклеи и Славянска в Барвенковско-Лозовской операции впоследствии привело к ухудшению возможностей наступления зимой 1942 г. и харьковской катастрофе в мае месяце. Напротив, Погорело-Городищенская операция подготовила хорошие исходные позиции для «Марса» без подобного рода помех.
