Тем временем днем 20 декабря правофланговые части 1–й ударной армии, развивая преследование противника, вышли к р. Ламе. Так наступающие армии правого крыла Западного фронта достигли рубежа р. Лама и Руза, на котором немецкое командование планировало остановить советское наступление. Попытка 1–й ударной, 16–й и 20–й армий с ходу прорвать оборону противника существенных результатов не дала, и они вынуждены были остановиться перед этим укрепленным рубежом. До 25 декабря войска правого крыла фронта вели бои с целью улучшения своего положения, а затем приступили к организации тщательной подготовки к прорыву обороны противника на этом рубеже. Боевые действия на рубеже двух рек приняли затяжной характер.

За период с 6 по 25 декабря войска правого крыла Западного фронта с боями продвинулись на запад на глубину до 100 км (среднесуточный темп — до 6 км). Такой сравнительно низкий темп объясняется тем, что в составе наступающих советских войск не было крупных механизированных соединений, которые могли бы вырываться вперед и перехватывать пути отхода. Крупные механизированные соединения заменяла прежде всего кавалерия, а в случае с попыткой перехвата коммуникаций 3–й танковой группы был даже применен «вертикальный охват» с помощью парашютного десанта.

С оперативной точки зрения сценарий развития событий был достаточно характерным. В процессе наступления немецкие войска растянули фланги, вследствие чего снизилась плотность построения войск на них. Это позволило советскому командованию нанести удары по растянутым пехотным и моторизованным дивизиям и поставить две танковые группы на грань окружения. Отход на рубеж рек Лама и Руза привел вследствие увеличения плотности войск к построению сравнительно прочной обороны, прорыв которой с ходу, без длительной подготовки, был невозможен. Характерной чертой операции, как и других сражений зимней кампании 1941/42 г., стало массированное использование советской кавалерии. Выбранная в ноябре немецкими войсками лесистая местность к северо-западу от Москвы в декабре способствовала использованию советским командованием крупных масс конницы. Массированному применению кавалерийских соединений благоприятствовала также сравнительно низкая активность вражеской авиации.

На тактическом уровне по итогам Клинско-Солнечногорской операции можно сделать следующие выводы. Основным средством борьбы с танками продолжала оставаться артиллерия. По статистике потери танков Западного фронта в декабре 1941 г. распределялись следующим образом. 65 % было подбито противотанковой и среднекалиберной артиллерией. 15 % пострадали от танков противника. 10 % подорвались на минах и по 5 % пришлось на технические неисправности и огонь крупнокалиберных пулеметов (20–мм и 37–мм зенитных автоматов) противника. От авиации потерь не было. Для немецких танковых соединений быстрый отход привел к оставлению подбитых, неисправных и оставшихся без горючего танков и другой техники. Так, например, 6–я танковая дивизия осталась к концу декабря вообще без танков, а артиллерийский полк сократился до двух дивизионов.

Как и в оборонительной фазе битвы за Москву, боевые действия в районе Калинина стали самостоятельной частью сражения, опосредованно влиявшей на общую обстановку. Задачей советских войск на начальном этапе операции было окружение и уничтожение (в случае отказа от капитуляции) немецких войск в районе города Калинин. Перспективной задачей был выход на тылы 3–й танковой группы и ее уничтожение во взаимодействии с Западным фронтом. В отличие от боев октября — ноября месяца в декабре в составе немецких войск на этом направлении отсутствовали танковые дивизии. Части надолго задержавшегося в Калинине XLI моторизованного корпуса в конце ноября 1941 г. убыли под Москву. Противником наступающих советских войск были только пехотные дивизии немецкой 9–й армии.

В начале декабря 1941 г. силы войск Калининского фронта по общей численности не превосходили сил противостоявшей им 9–й армии противника, но в результате проведенной перегруппировки на левом крыле фронта в районе Калинина была сосредоточена ударная группировка в составе пяти стрелковых дивизий 31–й армии и трех стрелковых дивизий 29–й армии. По количеству людей в дивизиях войска левого крыла Калининского фронта имели примерно полуторное превосходство над оборонявшейся против них группировкой противника в составе немного более трех пехотных дивизий. Но в артиллерии превосходство и на этом участке фронта продолжало оставаться на стороне немецких войск.

Однако войска Калининского фронта действовали в условиях, принципиально отличающихся от ударов по растянутым флангам наступательной группировки двух танковых групп. Им противостояла пехота, успевшая оборудовать позиции. К объективным факторам, не способствовавшим успешным действиям подчиненных И.С. Коневу войск, прибавились факторы субъективные — неверные оперативные решения задач прорыва обороны противника. Так, соединения левого фланга 29–й армии генерал-лейтенанта И.И. Масленникова перешли в наступление 5 декабря. Но вместо нанесения одного удара они начали наступление одновременно на трех участках фронта, удаленных один от другого на 7–8 км. Каждая из трех наступавших стрелковых дивизий 29–й армии наносила удар на 1,2–1,5–километровом участке фронта двумя стрелковыми полками, эшелонированными один за другим. Эти ударные группы вклинились в оборону противника, но, простреливаемые огнем с обоих флангов, были вынуждены остановиться, а ударная группа правофланговой стрелковой дивизии уже к вечеру 5 декабря была оттеснена противником в исходное положение.

В течение восьми последующих дней войска армии предпринимали безуспешные попытки прорвать оборону немецкой 9–й армии. Только 14 декабря, после того как в командование 29–й армией вступил генерал-майор В.И. Швецов (назначен 12 декабря), войска достигли небольшого тактического успеха — овладели несколькими населенными пунктами на южном берегу Волги. Однако уже вечером 15 декабря противник предпринял контратаку против частей 29–й армии и вынудил их отойти к реке. Во многом неудачи Калининского фронта объясняются тем, что 29–я и 31–я армии не получили в свой состав свежесформированных дивизий и вели боевые действия поредевшими в боях оборонительной фазы битвы за Москву соединениями.

Неудачи 29–й армии в значительной мере смазали успех 31–й армии, которая должна была во взаимодействии с войсками И.И. Масленникова окружать Калинин. Войска 31–й армии генерал-майора В.А. Юшкевича после упорных трехдневных боев прорвали вражескую оборону, к исходу 9 декабря передовыми частями продвинулись на 15 км и перерезали шоссе Калинин — Тургиново (южнее Неготино), создав угрозу тылу группировки противника в районе Калинина. Поскольку 29–я армия так и не смогла продвинуться навстречу войскам В.А. Юшкевича, командующий Калининским фронтом приказал командующему 31–й армией создать ударную группировку для глубокого обходного маневра. В ее состав назначались четыре стрелковые, одна кавалерийская дивизия, два танковых батальона, два артиллерийских полка и два дивизиона реактивной артиллерии. Силами этой группировки предполагалось совместно с войсками 29–й армии завершить окружение противника в районе Калинина.

Ставшую патовой ситуацию изменило наступление 30–й армии Западного фронта, продвижение которой угрожало выходом в тыл 9–й армии на калининском направлении. Утром 16 декабря войска 31–й и 29–й армий возобновили наступление, нанося удары по. сходящимся направлениям с целью окружения противника в городе Калинине. Но еще в ночь на 16 декабря командование 9–й армии приказало начать отступление из района Калинина. Город был взят 16 декабря, и в этот же день в состав Калининского фронта была передана 30–я армия.