第二次勒热夫-瑟乔夫卡进攻战役發生在1942年11月25日—12月15日代號為火星行動，與上一次攻势不同，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，不過牽制了德军中央集团军群的预备队不能南调支援被圍困在史達林格勒的德國第6集团军，這時候第6集团军正在史達林格勒戰役中為生存而戰，有關攻勢的情報由一個內務人民委員部的雙重間諜叫海涅的提供給纳粹德国国防军陆军以作為分散德軍在史達林格勒的兵力的計劃之一。