Chiến dịch mang tên mã "Sao Hỏa" còn được người Nga gọi là "Chiến dịch Rzhev-Sychyovka lần thứ hai" bởi các mục tiêu chiến dịch, chiến lược của nó hoàn toàn giống với Chiến dịch Rzhev-Sychyovka. Về trình tự thời gian, nó gần như là một giai đoạn tiếp theo của Chiến dịch Rzhev-Sychyovka nhưng có quy mô lớn hơn rất nhiều. Quân đội Liên Xô thuộc Phương diện quân Tây do thượng tướng I. S. Konev chỉ huy và Phương diện quân Kalinin do thượng tướng M. A. Purkayev chỉ huy đã phối hợp mở chiến dịch này dưới sự chỉ đạo trực tiếp của Tổng tư lệnh tối cao I. V. Stalin. Ngoài mục tiêu chính là hợp vây Tập đoàn quân 9, một phần của Tập đoàn quân 4 và Tập đoàn quân xe tăng 2 (Đức), thu hồi khu vực Rzhev-Vyazma, chiến dịch còn nhằm mục tiêu thứ hai là ngăn chặn quân Đức rút các lực lượng ở đây để điều động cho mặt trận Stalingrad và Kavkaz trong thời điểm mà quân đội Liên Xô đang sửa soạn chuẩn bị mở Chiến dịch Sao Thiên Vương để hợp vây Tập đoàn quân 6 và một phần Tập đoàn quân xe tăng 4 (Đức) tại khu vực Stalingrad. Thượng tướng Kurt von Tippelskirch (Đức) thừa nhận: