В эти дни в дневнике Ф. Гальдера появляется тревога об «участке большого прорыва» и намечаются меры для его закрытия. К. Типпельскирх писал: «Прорыв удалось предотвратить только тем, что три танковые и несколько пехотных дивизий, которые уже готовились к переброске на южный фронт, были задержаны и введены сначала для локализации прорыва, а затем и для контрудара».

Контрудар немецкие войска осуществили от Сычевки и из района Карманово. Развернулось мощное встречное сражение, когда обеими сторонами в бой были введены все войска, предназначенные для действий на зубцовском, сычевском и кармановском направлениях. Во второй половине 9 и в течение 10 августа сражение достигло кульминационной точки. По данным начальника штаба 20-й армии генерал-майора Л. М. Сандалова, Западный фронт ввел в бой 800 танков, а с немецкой стороны в сражении участвовало 700 танков. Активно действовала в этом сражении и авиация обеих сторон.

К сожалению, даже при наличии такого количества танков, которые были основой трех подвижных групп Западного фронта, «войска не смогли развить тактический успех в оперативный». Группы не располагали необходимыми средствами связи и органами управления, отсутствовала боевая сработанность со штабами, включенные в состав групп строевые части не были обучены совместным действиям с танковыми частями, группы не имели приданной артиллерии, в первую очередь противотанковой. В результате только одна из групп за девять часов 7 августа получила четыре разноречивых приказа, другая потеряла связь со своей армией на двое суток, третья «заблудилась» и в течение нескольких дней действовала в отрыве от своей группы. Некоторые части были брошены в бой без разведки, с ходу, против хорошо организованной противотанковой обороны противника и понесли большие потери. Из-за слабого инженерного обеспечения только одна из частей на переправе потеряла более 20 танков.

Контрудар войск 9-й немецкой армии советскими войсками был отбит, но больших успехов добиться не удалось. Правда, командующий армией генерал-полковник Модель 16 августа направил своему непосредственному начальнику – командующему группой армий генерал-фельдмаршалу Клюге чуть ли не ультиматум: «9-я армия почти разгромлена, ей необходимы еще три дивизии подкрепления. Если их не предоставят, ответственность за последующие события целиком ляжет на командование группы армий». Необходимые подкрепления Моделю были предоставлены.

^{>Огнеметчики 1245-го стрелкового полка 375-й стрелковой дивизии перед боем. Район Ржева, лето 1942 г.}

13 августа вступили в операцию части 33-й армии, но из-за переноса начала наступления с 9 августа фактор внезапности был утрачен: «противник успел вывести из-под удара основную массу людей и техники и подбросить резервы», и наступление сразу не задалось.

По всему фронту наступления советских войск шли ожесточенные кровопролитные бои, осложненные погодными условиями. Так, например, штурмовая группа 243-й стрелковой дивизии 30-й армии, овладев деревней Копытиха, отразила 14 контратак противника, сама 8 раз переходила в атаки. По воспоминаниям бывшего начальника оперативного отдела штаба 139-й стрелковой дивизии, воевавшей в августе в составе 30-й армии, подполковника А. Копина, «бои велись за каждую высотку, перелесок, отдельный дом, сарай, складку местности. Все это гитлеровцами было приспособлено к длительной обороне, к сопротивлению… Наблюдались случаи, когда при захвате вражеских дзотов были обнаружены прикованные к пулеметам немецкие солдаты – штрафники-смертники».