Первой из южноуральских дивизий в бой вступила 373-я, встретившая 22 декабря ожесточенное сопротивление гитлеровцев у деревни Чеглазово. Этим опорным пунктом удалось овладеть лишь 26 декабря, после того как подразделения обошли его лесом и ударили с тыла. Полки двинулись вперед, освобождая одну деревню за другой.
Успешно действовали и другие южноуральские соединения, например, 381-я стрелковая дивизия нанесла удар в стык между двумя немецкими соединениями. Через образовавшуюся брешь во вражеской обороне войска 39-й армии вышли к Волге западнее Ржева, в начале января 1942 года форсировали ее и овладели крупными станциями Мончалово и Чертолино на железной дороге Оленино — Ржев. От станции Мончалово 373-я и 381-я дивизии повернули на восток с целью помочь 29-й армии овладеть Ржевом, главные же силы 39-й армии продолжали развивать наступление на юге, к реке Осуга.
Оборона 9-й немецкой армии западнее Ржева была преодолена на всю глубину, что явилось крупным оперативным успехом. 39-я армия могла нанести отсюда удар по ржевско-вязьменской группировке противника с тыла. Это встревожило командование вермахта.
«К западу от Ржева локализовать прорыв противника не удалось, — записал в своем дневнике начальник Генштаба вермахта Гальдер 9 января 1942 года. — Русские расширяют брешь и намереваются предпринять решительные действия. Мы уже не располагаем сколько-нибудь значительными силами, чтобы помешать этому».
Наши части натолкнулись на ожесточенное сопротивление. Все же 1237-й стрелковый полк 373-й дивизии прорвался к южной окраине Киева и даже вышел к железной дороге, идущей на Вязьму, но был контратакован танками. Полк впервые встретился с танками, бойцы растерялись, некоторые стали отходить. Тогда начальник артиллерии полка старший лейтенант П. В. Некрасов подбежал к орудию и метким выстрелом остановил вражескую машину. Воспрянув духом, наводчики стали целиться точнее и вскоре запылал еще один танк, остальные повернули назад. Однако как только наши стрелки попытались снова выйти к железной дороге, на них обрушился мощный огонь. Как по 373-й, так и по 381-й стрелковым дивизиям враг наносил сильные удары с воздуха.
Яростное сопротивление гитлеровцев встретила и 29-я армия, в составе которой действовали две южноуральских дивизии — 174-я и 369-я. Овладеть Ржевом с ходу не удалось.
В связи в прорывом 39-й армии у Ржева, а 33-й армии Западного фронта у Мосальска в тылы противника в Ставке Верховного Главнокомандования возник план полного окружения и разгрома главных сил немецкой группы армий «Центр». Эта задача возлагалась на Калининский и Западный фронты при содействии Северо-Западного и Брянского. 39-я армия получила задачу овладеть станцией Осуга и городом Сычевкой, а приданный ей 11-й кавалерийский корпус — прорваться к Вязьме и соединиться там с 1-м гвардейским кавкорпусом, наступавшим с юго-востока, и тем самым замкнуть кольцо вокруг немецких 9-й полевой, 3-й и 4-й танковых армий.
Решение крупной стратегической задачи потребовало перегруппировки войск. Взятие Ржева теперь возлагалось только на 29-ю армию, которой передавалась 381-я стрелковая дивизия. Эта армия должна была также удерживать коридор западнее города, по которому шло снабжение всем необходимым.
Командир 373-й стрелковой дивизии В. И. Хмылев получил приказ догнать соединения 39-й армии, которые, прорвавшись в тылы группы армий «Центр», продвигались к станции Осуга и к городу Сычевке. Обогнав пехоту, части 11-го кавалерийского корпуса овладели 12 января 1942 года крупным селом Шанихой в 20 километрах юго-западнее Сычевки. Следовавшие за ними дивизии 39-й армии, в том числе 373-я, вышли на подступы к Сычевке с запада. Донесения об этом вызвали смятение в ставке Гитлера. Гальдер записал 13 января в своем дневнике:
«У Сычевки создалась угроза, что советские войска перережут дорогу на Ржев… Если мы потеряем эту коммуникацию, 3-я танковая армия сможет существовать и действовать не более 2–3 дней».
Чтобы удержать Сычевку, Гитлеру пришлось согласиться на передислокацию в этот район 1-й танковой дивизии и ряда пехотных частей, действовавших против нашего Западного фронта. В результате немцам удалось остановить соединения 39-й армии на подступах к Сычевке, но пришлось оставить под напором войск 5-й армии важный район Можайска.