После излечения М. Я. Потёмкина направили на Калининский фронт, где 12 мая 1942 года он был назначен на должность командира стрелковой роты 920-го стрелкового полка 247-й стрелковой дивизии 31-й армии. До середины июля 1942 года старший лейтенант М. Я. Потёмкин участвовал в оборонительных боях восточнее города Зубцова. 23 июля 1942 года 31-я армия была передана Западному фронту и начала подготовку к летнему наступлению на Ржевско-Вяземском выступе. Перед началом Первой Ржевско-Сычёвской операции М. Я. Потёмкин получил звание капитана и принял под командование 2-й стрелковый батальон 920-го стрелкового полка. 4 августа войска Западного фронта перешли в наступление и в первые дни операции добились значительных успехов. Действия стрелкового батальона капитана М. Я. Потёмкина также получили высокую оценку. Командир 920-го стрелкового полка писал:Удары 2-го стрелкового батальона были настолько мощные и стремительные, что освобождение населённых пунктов было связано с большими трофеями, захватом пленных и большими потерями немцев при относительно малых потерях батальона.