В течение 1 и 2 декабря стрелковые соединения 20-й армии окончательно очистили от противника опорные пункты первой полосы обороны, овладев Холм-Березуйском, Гредякином и Хлепенью. Борьба за вторую полосу обороны успеха по-прежнему не обещала. 1-я гвардейская мотострелковая дивизия и 20-я гвардейская дивизия так и не смогли захватить обороняемые прибывшими резервами немцев Большое и Малое Кропотово. Неуспешное наступление 20-й армии привело к кадровым перестановкам. 3 декабря в 20-ю армию прибыл новый командующий, генерал-лейтенант Хозин, ранее возглавлявший 33-ю армию. 4 декабря 20-й армия, возглавляемая новым командующим, в очередной раз перешла в наступление, но успеха вновь не имела. Советская разведка отмечала прибытие по железной дороге из Сычевки эшелонов с резервами. 5 декабря остававшиеся на плацдарме части 2-го гвардейского кавалерийского корпуса по приказу фронта были выведены на восточный берег Вазузы. 6 декабря для приведения себя в порядок, эвакуации и восстановления подбитых танков были официально выведены из первой линии 93, 11, 25, 80, 31-я и 32-я танковые бригады. Некоторые бригады к тому моменту уже не имели боеготовых танков. Так, 31-я танковая бригада еще 30 ноября потеряла последние танки в ходе боя за Большое Кропотово. 25-я танковая бригада была выведена в тыл 29 ноября, насчитывая боеготовыми 1 КВ и 3 Т-60.
7 декабря в состав 20-й армии по распоряжению командования фронта вошли 30-я гвардейская и 248-я стрелковые дивизии. 8 декабря были выведены в тыл 1-я гвардейская мотострелковая и 20-я гвардейская стрелковая дивизии, смененные 336-й стрелковой дивизией, рокированной из 31-й армии. Решение на продолжение наступления было принято, поздно вечером 8 декабря 1942 г. появилась на свет директива Ставки ВГК № 170700, в которой Западному фронту предписывалось:
«…в течение 10–11.12 прорвать оборону противника на участке Бол. Кропотово — Ярыгино и не позже 15.12 овладеть Сычевкой, 20.12. вывести в р-н Андреевское не менее двух стрелковых дивизий для организации замыкания совместно с 41-й армией Калининского фронта окруженного противника»; (Русский архив: Великая Отечественная: Ставка ВГК. Документы и материалы. 1942 г… С.462).
Из директивы видно, что участок прорыва 20-й армии сужался, но одновременно ставилась наступательная задача войскам соседней 29-й армии (Ярыгино — это деревня на берегу Гжати примерно в 15 км южнее разделительной линии между двумя армиями).
9 и 10 декабря прошли в отдельных стычках частного значения. Советские войска готовились к наступлению, вновь прибывшие немецкие части — к обороне.
Вторая фаза операции 20-й армии. С одной стороны, планирование операции в форме нескольких дробящих ударов не способствовало эффективному прорыву обороны и развитию наступления. С другой, даже в условиях, когда было нанесено поражение войскам 41-й армии, операция в целом не теряла смысла. Одновременно оставалось актуальным продолжение наступления 20-й армии и ввод в прорыв подвижной группы. Задача соединения с войсками Калининского фронта с самого начала была вспомогательной, а выход в тыл ржевской группировке немцев мог быть осуществлен без взаимодействия с 41-й армией. Более того, сковывание окруженными южнее Белого стрелковым и механизированным корпусами трех танковых дивизий противника сулило надежду на успех как в наступлении 22-й и 39-й армий против оленинской группировки противника, так и в наступлении 20-й армии.
Ударная группировка 20-й армии по новому плану наступления состояла из семи стрелковых дивизий (326, 251, 336, 243, 247-я стрелковые дивизии, 30-я и 42-я гвардейские стрелковые дивизии), 8-го гвардейского стрелкового корпуса (26-я гвардейская стрелковая дивизия, 148-я и 150-я стрелковые бригады). Действовавшие на направлении главного удара соединения получали поддержку танков. Получившая задачу овладеть злополучным Малым Кропотово 30-я гвардейская стрелковая дивизия поддерживалась 9-й гвардейской танковой бригадой (2 КВ, 3 Т-34 и 9 Т-60). Наступавшая южнее ее 243-я стрелковая дивизия получила 20-ю танковую бригаду (1 КВ, 8 Т-34, 3 Т-70 и 9 Т-60). Нацеленная на Жеребцово 247-я стрелковая дивизия — 18-ю танковую бригаду (11 Т-34, 3 Т-70 и 10 Т-60). 9-я гвардейская и 20-я танковая бригады были рокированы из 29-й армии и эпизодически участвовали в боях еще 4–6 декабря. Подвижную группу составляли теперь 2-й гвардейский кавалерийский корпус, 6-й и 5-й танковые корпуса.
Выведенный из боя 6-й танковый корпус получил нового командира — полковника И.И.Ющука, отличившегося при прорыве из окружения в конце ноября. В первой декаде декабря корпус был пополнен людьми и техникой. К 11 декабря 1942 г. танки 6-го танкового корпуса объединялись в две танковые бригады: 22-ю (7 КВ, 31 Т-34, 7 Т-70, 10 Т-60, а всего 55 танков) и 100-ю (33 Т-34, 5 Т-70 и 8 Т-60, а всего 46 танков). Таким образом, общая численность 6-го танкового корпуса к началу второго этапа операции составляла 101 танк. 200-я танковая бригада 6-го танкового корпуса была введена в бой не сразу, ожидая пополнения с ремонтных баз фронта. Пополненный танковый корпус должен был во взаимодействии с 30-й гвардейской стрелковой дивизией наступать с «макушки» плацдарма, прорываясь между Большим и Малым Кропотово. После прорыва обороны в него должны были войти остатки 2-го гвардейского кавалерийского корпуса. В состав наступающих войск также был введен из резерва Западного фронта 5-й танковый корпус генерал-майора танковых войск К.А.Семенченко. Первоначально корпус предназначался для второго этапа операции «Марс». Теперь, по мысли советского командования, соединение К.А.Семенченко должно было стать тем «последним батальоном», удар которого обрушит оборону 9-й армии. В состав 5-го танкового корпуса входили 5-я мотострелковая бригада и три танковые бригады: 24-я (21 танк КВ, 27 Т-30 и Т-60), 41-я (19 Т-34, 12 Т-70, 21 Т-30 и Т-60) и 70-я (27 Т-34, 13 Т-70 и 20 Т-60). 5-я мотострелковая бригада и мотострелковые батальоны танковых бригад «были полностью укомплектованы по штату» (ЦАМО Ф.208, оп.50660сс, д.7, л.109).
Немецкие мотоциклисты на марше. Мотоциклетные батальоны танковых дивизий стали в ходе операции «Марс» мобильным резервом для парирования возникающих по периметру Ржевского выступа кризисов
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 КВ, 20 танков Т-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 Т-34, 3 Т-70 и 5 Т-60.
