25 ноября – 20 декабря 1942 года
Проведена силами Западного (командующий – И.С.Конев) и Калининского (командующий – М.А.Пуркаев) фронтов с целью разгрома 9-й немецкой армии и предотвращения переброски германских сил с центрального участка фронта на юг - под Сталинград.
По замыслу Ставки ВГК на зимнюю кампанию 1942/43 гг. после окружения и уничтожения основных сил группы армий «Б» под Сталинградом (операция «Уран») намечалось расширить фронт стратегического наступления, разгромить гитлеровские войска на всем южном крыле Восточного фронта вермахта. В районе же Ржева и Белого готовилось наступление против немецких войск, оборонявших Ржевский выступ. Выполнение этой задачи резко улучшало стратегическую обстановку на Западном направлении и окончательно снимало угрозу захвата Москвы.
Германские войска сумели укрепить свои оборонительные позиции в местах наиболее вероятного удара советских частей. Командование вермахта требовало от своих солдат «обороняться изо всех сил», разъясняя им, что если будет потерян Ржевский плацдарм, следующим падет Смоленск, и «тогда русские солдаты наверняка будут в Берлине».
В ходе операции войскам Западного и Калининского фронтов удалось на ряде участков прорвать вражескую оборону, однако закрепить свой успех им не позволили контрудары противника. В результате части Красной Армии понесли большие потери и отступили на исходные рубежи. Несмотря на то, что советские войска Западного и Калининского фронтов понесли в не решили задачу разгрома Ржевско-Сычевской группировки противника, их действия имели большое значение для общего развития ситуации на советско-германском фронте. Операция «Марс», проведенная одновременно с контрнаступлением советских войск под Сталинградом, способствовала успешному осуществлению операции «Уран» против 6-й немецкой армии Паулюса.