火星战役

苏军准备

按照计划，火星行动将在十月下旬展开；加里宁和西方面军将把勒热夫突出部的德第九集团军围而歼之。基本的作战计划是从多个方向发动协同进攻， 摧毁突出部里的第九集团军。同时，这次攻势将拖住德军兵力，避免它们向南转移。

朱可夫与斯大林指示加里宁和西方方面军“粉碎勒热夫 - 赛乔夫卡 - 奥列尼诺 - 别雷的敌军集团”；西方方面军“不晚于12月15日攻下赛乔夫卡”。加里宁方面军的39集团军与22集团军须于12月16日拿下奥列尼诺，20日拿下别雷。

火星行动在计划之中的后续是将在两三星期之后展开的木星行动。西方集团军的两支劲旅——第5和第33集团军将在第3近卫坦克集团军的支援下沿着沿着莫斯科—维亚济马公路进攻，与完成火星行动的部队汇合，围歼斯摩棱斯克以东的所有德军。一旦德军在维亚济马周边的抵抗瓦解，第9和第10坦克军与第3坦克集团军将会突进德国中央集团军的后方。

攻击

攻击在11月25日早上展开。苏军出师不利，事关大雾及下雪的天气妨碍了苏军的空中支援；恶劣天气下能见度低，也使苏军的密集炮火准备效果不彰：炮兵观察员难以观测目标，遑论引导炮火。苏军在北面的推进进展不大。在东面，苏军越过结冻的瓦鲁纳河艰苦推进。两个西面的推进取得了较深的突破，特别是在重要据点别雷的周边。然而，这样的进展与苏军的期望始终相去甚远。

德军十分顽强地死守重要据点，这些据点通常位于这一地带星星点点的小村落的中心。有时，德军能在苏军先锋越过他们后在据点里坚持一段时间，在苏军的后方制造更多麻烦。尽管苏军不屈不饶地反复进攻，但是德军利用事先规划好的集中炮击和轻武器火力给苏联步兵造成大量杀伤。德军依靠反坦克炮，己方为数不多的坦克，以及派步兵抵近攻击来摧毁苏联坦克。

这场攻势一开始就成效就很少，苏军后来面对的问题则越来越多。突破深度浅造成桥头堡面积小，使苏军难以调集后续梯队以及重型火炮——这是拔除德军据点的利器。德军善于使用车轮战术，他们针对苏军推进的方向转移部队，挫败苏军的装甲矛头。由于预备队有限，加上苏军别处的攻势拖住了援军，德国第九集团军承受着巨大的压力。

最终，德军的车轮战术加上苏军人员消耗和物资供应紧张令他们占了上风。他们不仅守住了防线，还收复不少失地。德军的反击使得别雷（西面）及 瓦祖察（东面）地区有数千名苏军陷在德军战线后方。只有少数人成功突围，有些人更在苦战几周后才能回到苏军战线。苏军突围时丢弃了所有车辆与重武器。然而，德军不能驱逐突出部西北方卢切萨谷地里的苏军。这意义不大，因为当地的苏军不能越过复杂地形继续攻击。

结局

德军对卡拉宁方面军发动侧击，在援军赶到之前围困一支苏军机械化军三日之久。朱可夫说：西方面军无法突破敌人的防线。

火星行动是一次军事上的失败。苏军未能完成任何目标。然而，火星行动之后冯·克鲁格将军建议放弃勒热夫突出部，以图节省兵员，移防至更易守难攻的阵地。希特勒拒绝了。他在41年冬禁止部队大规模后撤，结果在败局将定之际稳住了战线，于是他越发不愿采纳手下将官的建议。此外，元首不愿意放弃任何先前赢得的土地，更认为有必要为将来向莫斯科推进留下跳板。然而，到了1943年春元首意欲回到攻势上，对从突出部抽调兵员变得不那么抵触。德军在1943年3月开始分阶段撤退。到该月23日，撤军已经完成。

俄罗斯历史学家伊萨耶夫说，结合1942年冬其他战区所受的影响，火星行动对1943年的战略局势是有影响的。在1943年七月的库尔斯克战役的计划中，德国第九集团军被派往奥廖尔突出部以南，以从北方向库尔斯克突出部发动攻击。然而，第九集团军在火星行动中的减员使它严重缺编，步兵尤其不足，令它无力完成作战任务。

伤亡

苏军：死亡、失踪共约100,000人、受伤约约235,000人、损失超过1,600辆坦克。

德军：死亡、失踪、受伤共约40,000人。