קרב רז'ב השני
המתקפה הסובייטית הראשונה (25–30 בנובמבר) > הפעולות בגזרת החזית המערבית

המתקפה הסובייטית החלה ב-25 בנובמבר עם שחר. תנאי מזג האוויר הקשים, שכללו סופת שלג וערפל כבד, הגבילו במידה רבה את יעילות ההכנה הארטילרית שקדמה למתקפה, ולא איפשרו לחיל האוויר הסובייטי להעניק לה סיוע.
התקפת כוחות החזית המערבית על הקצה הדרום מזרחי של בליטת רז'ב לא נחלה הצלחה רבה. 3 דיוויזיות חי"ר מהארמייה ה-31 ומשמאלן עוד 3 דיוויזיות מהארמייה ה-20 בסיוע 4 בריגדות טנקים, תקפו גזרה ברוחב כ-40 ק"מ בין הנהרות אוסוגה וואזוזה, אך נבלמו על ידי הדיוויזיה הגרמנית ה-102, שהגנה על הגזרה, ולא השיגו התקדמות משמעותית. דייוויד גלנץ טוען, ששלוש הדיוויזיות של הארמייה ה-31, שהשתתפו במתקפה, ספגו אבדות כבדות כל כך ביומה הראשון, עד שהארמייה חדלה למלא תפקיד משמעותי בשלבים המאוחרים יותר של מבצע מארס. אולם לפי מחקר עדכני של החוקר הרוסי אלכסיי איסייב, הארמייה ספגה בסך הכל פחות מ-7000 נפגעים (מתוכם כ-1600 הרוגים ונעדרים) בין 21 ל-30 בנובמבר 1942.
ההצלחה היחידה של כוחות החזית המערבית הושגה באגף השמאלי של הארמייה ה-20, שם הצליחו שתי דיוויזיות חי"ר (ה-247 וה-331) לתפוס ראש גשר בגדה המערבית של נהר ואזוזה הקפוא, במרכז מערך ההגנה של קורפוס הפאנצר ה-39. שתי הדיוויזיות הגרמניות שהחזיקו בגזרה (הדיוויזיה ה-78 ודיוויזיית הפאנצר ה-5) נמצאו בעיצומו של מהלך חילופי כוחות. מפקד הארמייה ה-20 הזרים מיד כוחות נוספים לאזור במאמץ להרחיב את ראש הגשר ככל האפשר ולהעמיק את הפרצה בחזית הגרמנית.
אף על פי שראש הגשר עדיין היה מצומצם בממדיו החליטו ז'וקוב וקונייב בליל 25/26 בנובמבר להטיל מיד למערכה את קורפוס המשמר ה-8 מהארמייה ה-20 ואת "הקבוצה הניידת" (כוח שנועד לבצע חדירה עמוקה לעורף הגרמני), שכללה את קורפוס הטנקים ה-6 (165 טנקים) ואת קורפוס הפרשים ה-2 (כעשרת אלפים פרשים) מבלי להמתין להשלמת ההבקעה של החזית הגרמנית. החלטה זו התבררה בדיעבד כשגיאה יקרה. ראש הגשר הסובייטי היה קטן מלהכיל את הכוחות הנוספים שנשלחו לתוכו, נוצרו עומסי תנועה כבדים בדרכי הגישה המועטות אליו, והכוחות הסובייטיים שהצטופפו בראש הגשר ובדרכי הגישה אליו ספגו אבדות כבדות מאש מרוכזת של הארטילריה הגרמנית. למרות זאת, ב-27 בנובמבר הצליחו חלק מכוחות "הקבוצה הניידת" להבקיע דרך מערך ההגנה הגרמני, במחיר אבדות כבדות (50–60 אחוז מהטנקים שלה), לנתק את קו מסילת הברזל רז'ב-סיצ'בקה, ולהתקדם עד לעומק של כ-20 ק"מ.
ההתקדמות הסובייטית יצרה איום ממשי על העורף הגרמני, אך המגנים הגרמניים לא איפשרו לארמייה ה-20 להרחיב את הפרצה בחזיתם, וכיסי ההתנגדות שלהם (שנשענו על מקומות ישוב מבוצרים) היקשו מאוד על העברת אספקה ותגבורות לכוחות "הקבוצה הניידת". כוחות עתודה גרמניים מדיוויזיית הפאנצר ה-9 ומהקורפוס ה-27, ערכו התקפת נגד והצליחו לנתק את הכוחות הניידים הסובייטיים ולכתר אותם מצפון למסילת הברזל רז'ב-סיצ'בקה. ב-29 בנובמבר נאלץ מפקד החזית, איבן קונייב, להורות למה שנותר מ"הקבוצה הניידת" לסגת ולחבור בחזרה לכוחות הארמייה ה-20 בראש הגשר שלהם. חלק ניכר מהכוח המכותר הצליח לפרוץ לבסוף את טבעת הכיתור, אך נאלץ להותיר מאחור כמעט את כל כלי הרכב המשוריינים שלו. חלק מיחידות הפרשים שלא הצליחו להחלץ מהכיתור המשיכו בלחימה בעורף הגרמני, וחברו לפרטיזנים שפעלו באזור. בכך הסתיים למעשה השלב הראשון של המתקפה בגזרת החזית המערבית. יחידות החזית ספגו למעלה מ-38 אלף נפגעים (כולל כ-9000 הרוגים ונעדרים), והארמייה ה-20 בלבד איבדה כ-200 טנקים. ההישג היחיד שהחזית יכלה לזקוף לזכותה היה תפיסת ראש גשר קטן (ברוחב כ־11 ק"מ ובעומק כ-6 ק"מ) ממערב לנהר ואזוזה. גם המגינים הגרמנים ספגו אבדות כבדות, אך אבדותיהם היו קלות יחסית לאבדות הכוח התוקף.