Начиная с 16 декабря 30–я армия перешла к преследованию медленно отходящего противника. К исходу 25 декабря армии левого крыла Калининского фронта вышли на линию Высокое, Казнаково, Лотошино, где и были временно задержаны противником на заранее подготовленном им рубеже обороны.

Однако именно в этот период в районе Торжка происходило сосредоточение 39–й армии, переданной в состав фронта из резерва Ставки Верховного Главнокомандования. Как и другие фронты, Калининский фронт получил в свое распоряжение свежесформированную армию. Командующим 39–й армией был назначен генерал-лейтенант И.И. Масленников. Армия была развернута между 22–й и 29–й армиями в конце декабря. Еще до сосредоточения всех назначенных в 39–ю армию соединений она перешла в наступление. 22–25 декабря войска 39–й армии, наступая силами несколько более двух дивизий, вклинились в оборону противника на 3–6 км. В конце декабря войска Калининского фронта в полосе 39–й армии прорвали оборону противника на всю тактическую глубину.

С вводом в бой главных сил 39–й армии дела у Калининского фронта пошли намного лучше. В ходе боев 2–7 января 1942 г. войска фронта на правом крыле вышли на рубеж р. Волги, в центре прорвали новую линию обороны, организованную противником по правому берегу Волги, и охватили Ржев с запада и юго-запада. Левофланговые дивизии 39–й армии, 29, 31 и 30–я армии были задержаны врагом на заранее подготовленном им оборонительном рубеже в районе Ржева и севернее Лотошино.

В результате проведенной в декабре 1941 г. и первых числах января 1942 г. Калининской операции войска под командованием И.С. Конева продвинулись на торжокско-ржевском направлении на 60–70 км, а на направлении Калинин — Ржев на 100–120 км. Главным результатом операции было освобождение города Калинин — важнейшего узла коммуникаций. Советское командование получило в свое распоряжение мощную рокаду — железнодорожную магистраль и шоссе Бологое — Калинин — Москва.

Контрнаступление на левом крыле Западного фронта по сути своей было аналогично боевым действиям на ближних подступах к Москве, в районе Клина и Солнечногорска. Советское командование вводило в бой свежесформированную армию против фланга крупной механизированной группировки противника. Наступающая на Москву 2–я танковая армия Гудериана к началу декабря 1941 г. растянулась по фронту в обширном «мешке» к юго-востоку от Тулы. С севера на юг этот «мешок» растягивался на 120–130 км, а с востока на запад — до 150 км. К 6 декабря 2–я танковая армия оказалась растянутой на фронте протяжением более 350 км. Основные силы немецкой танковой армии были сосредоточены в северной части «мешка», к востоку от Тулы и в районе Венева. Здесь действовали 3–я и 4–я танковые дивизии XXIV моторизованного корпуса и 17–я танковая дивизия LVII моторизованного корпуса. Фланг ударной группировки прикрывали с востока две моторизованные пехотные (10–я и 29–я), две пехотные (112–я и 167–я) и одна танковая (17–я) дивизии. Вводившаяся в сражение почти 100–тысячная группировка советских войск в лице 10–й армии Ф.И. Голикова должна была подобно 30–й и 1–й ударным армиям нанести мощный удар по растянутому флангу противника.

Аналогично тому, как к северу от Москвы был узел коммуникаций, ставший первоочередной целью контрнаступления, — Клин, в Тульской наступательной операции был город Сталиногорск на берегу Дона. Основные силы 10–й армии вели наступление по линии Рязань — Михайлов — Сталиногорск. Это направление прикрывалось 10–й моторизованной дивизией, растянутой на фронте протяжением более 100 км.

Костяком 10–й армии стали семь резервных стрелковых дивизий, большей частью те самые, что находились на момент начала «Тайфуна» в стадии формирования на территории Московского военного округа. В страшном октябре 1941 г. они были оставлены в резерве как небоеготовые. Теперь, после более чем двух месяцев длившейся иногда по 12 часов в день подготовки, настал час их вступления в сражение. Это были 330–я (командир — полковник Г.Д. Соколов), 322–я (полковник П.И. Филимонов), 328–я (полковник П.А. Еремин), 324–я (генерал-майор Н.И. Кирюхин) и 326–я (полковник В.С. Андреев) стрелковые дивизии. Помимо этого в армию вошли 323–я (полковник И.А. Гарцев) и 325–я (полковник Н.Б. Ибянский) стрелковые дивизии формирования Орловского военного округа. Последние две тоже уже существовали на 1 октября 1941 г., но вместо них под Тулу и Мценск направили десантников и резервы Ставки. Истекая кровью, лихорадочно перемещая между возникающими то там, то здесь кризисами скудные резервы, советское командование давало время на подготовку бойцов и сколачивание подразделений новых дивизий. Бесперспективность ввода в бой плохо обученных и вооруженных соединений была очевидна. К 2 декабря из вагонов выгружались готовые к бою люди, неплохо по меркам 1941 г. вооруженные и оснащенные.

Поскольку самостоятельное механизированное соединение класса танковой дивизии в Красной Армии в тот момент отсутствовало, его роль выполняла конница, объединенная в корпуса и дивизии. В качестве подвижных соединений в 10–ю армию были включены две кавалерийские дивизии: 75–я (полковник В.А. Конинский) и 57–я (полковник И.И. Муров). Кроме того, две дивизии влились в армию после выхода из окружения: 239–я стрелковая и 41–я кавалерийская. Последняя приняла активное участие в наступлении, а 239–я и 325–я стрелковые и обе свежесформированные кавалерийские были оставлены в резерве.

В отличие от Клинско-Солнечногорской наступательной операции, вводившаяся в бой 10–я армия получила четко обозначенное направление главного удара (Михайлов — Сталиногорск), на котором были сконцентрированы основные силы. Так, 328, 324 и 323–я стрелковые дивизии получили полосу наступления всего 8–9 км каждая, в то время как 322–я, 326–я стрелковые и 41–я кавалерийская дивизии на вспомогательных направлениях действовали в полосах 26, 10 и 21 км соответственно.

Общей чертой наступательных операций на правом и левом крыльях Западного фронта была постановка наступательных задач оборонявшимся на направлении главного удара противника армиям и временным объединениям. Так, 50–я армия получила задачу наступать в южном и юго-восточном направлении с целью содействовать окружению группировки противника. 1–й гвардейский кавалерийский корпус должен был наступать на Сталиногорск. 49–я армия получила задачу окружить и уничтожить противника в районе Алексина и далее наступать на Калугу.

Наступление 10–й армии началось 6 декабря с удара 330–й стрелковой дивизии в направлении Михайлова, который был захвачен в ночном бою к утру 7 декабря.

Благоприятное развитие событий в полосе наступления армии Ф.И. Голикова стало сигналом к началу наступления 50–й армии. В директиве фронта, отданной утром 8 декабря, указывалось:

В течение 8—10 декабря войска 10–й армии, пройдя с боями более 70 км, подходили к Дону. 50–я армия И.В. Болдина к исходу 10 декабря продвинулась на юг на глубину от 4 до 16 км. Вследствие утомленности войск в предыдущих боях, суровых зимних условий и сильного сопротивления плотно построенной ударной группировки XXIV моторизованного корпуса наступление войск 50–й армии развивалось медленно. Они не смогли своевременно овладеть указанными им районами и перерезать пути отхода соединениям противника, отступавшим из района Венев — Михайлов. Освободив 9 декабря Венев, 1–й гвардейский кавалерийский корпус П.А. Белова к 10 декабря находился на подступах к Сталиногорску.