Omtrent samtidig ble operasjon Mars planlagt iverksatt, rettet mot armégruppe sentrum, en offensiv i de langvarige kampene ved Rzjev. Operasjon Mars' hensikt er i ettertid omdiskutert blant historikere, men effekten var dels å presse tyskerne vest for Moskva så mye at de ikke kunne overføre styrker til fronten ved Stalingrad. Ved å utnytte de stadig lengre nettene, og perioder med tåke og snøvær, klarte sovjeterne stort sett å skjule at de brakte inn styrker. Den tyske ledelsen, i den grad de oppfattet trusselen, svarte med kosmetiske tiltak. Styrkene som skulle delta i operasjon Uranus ble tildelt rundt 60 % av Den røde armés totale stridsvognsstyrke.