代号为火星行动，与上一次攻势不同，这次位于勒热夫突出部东侧的西方面军的第20集团军、第31集团军紧邻德军坚固设防的勒热夫－维亚济马铁路线，反复争夺后被迫退回出发阵地；而勒热夫西侧加里宁方面军的第41集团军及机械化第1军、第22集团军及机械化第3军，分别从别雷的南、北侧突入德军纵深40公里与15公里。12月7日德军向突入最深的苏军第41集团军实施反击，至12月10日第41集团军被分割包围。12月16日，第41集团军突围成功撤回原出发阵地。虽然这次战役苏联加里宁方面军未能巩固胜利果实，不过牵制了德军中央集团军群