Обстоятельная подготовка к наступлению в запланированном месте прорыва позволяла надеяться на успешное продвижение войск и на скорое взятие Шаховской.

10 января 1942 года после мощной артиллерийской подготовки войска 20-й армии с приданными ей соединениями перешли в наступление, однако до 12 января значительных успехов добиться не удалось. Войска продвинулись вперед всего на несколько километров; в последующие дни темпы наступления увеличить существенно не удалось, так как войскам приходилось преодолевать многочисленные минные поля и многорядные проволочные заграждения вокруг каждого вражеского опорного пункта (оборону держали 35-я и 106-я пехотные дивизии и части танковых дивизий).

16 января 1942 года войска 20-й армии Западного фронта вышли на рубеж Бурцево – Андреевское – Рождествено. К этому времени войска 1-й ударной армии подошли к Лотошино, а 16-я армия продвинулась на несколько километров к западу вдоль реки Руза и вышла на рубеж Чернево – Новое Ботово. Продвижение вперед 20-й, 16-й и 1-й ударной армий создавало угрозу для немецких частей, оборонявшихся по реке Рузе, южнее Шульгино и далее вплоть до шоссе Минск – Москва.

Войска 5-й армии, перешедшие в наступление на можайском направлении, начали теснить противника на запад, постепенно овладевая крупными опорными пунктами немцев.

9 января 32-я стрелковая дивизия прорвала немецкую оборону у Маурино, а 14 января 60-я стрелковая бригада и 82-я мотострелковая дивизия очистили от немецко-фашистских войск Дорохово.

17 января войска 5-й армии овладели Рузой, чем окончательно принудили войска 4-й немецкой танковой армии, защищавшие центральный участок советско-германского фронта, приступить к отходу на Ржевский оборонительный рубеж («линию фюрера»).

Тем временем войскам, с тяжелыми боями продвигавшимся на волоколамском направлении, командованием были существенно изменены условия дальнейшего наступления. При подходе 20-й армии к Шаховской приказом командования Западного фронта она была перенацелена на Гжатск. Отдельной директивой Ставки Верховного Главнокомандования с центрального направления 19 января 1942 года была отозвана в тыл на перегруппировку 1-я ударная армия, а ее зона ответственности передавалась 20-й армии.

И Г. К. Жуков, и В. Д. Соколовский считали это решение Ставки Верховного Главнокомандования и Генерального штаба неправильным, но изменить решение, принятое И. В. Сталиным, не смогли.

Кроме того, управление 16-й армии во главе с командармом К. К. Рокоссовским в двадцатых числах января также снималось с этого участка фронта и вместе с 18-й стрелковой дивизией перебрасывалось под Сухиничи.

Так в силу не зависевших от Западного фронта обстоятельств были ослаблены наступательные возможности 20-й армии. Изменив направление удара, основные участники ударной группировки 20-й армии продолжали наступать. 2-й гвардейский кавалерийский корпус 19 января вышел к населенному пункту Середа, а к 23 января, миновав населенные пункты Княжьи Горы, Спас-Вилки и Куколово, войска 20-й армии вышли на рубеж Кучино – Барсуки. Теперь всего 60 километров отделяли части 20-й армии от войск 39-й армии Калининского фронта, сражавшихся в тылу врага, западнее Сычевки.

18 января части 5-й армии подошли к Можайску. 50-я стрелковая дивизия атаковала город с севера, 82-я мотострелковая дивизия – вдоль Минского шоссе, а 108-я и 32-я стрелковые дивизии – с юга.

Оборонявшийся противник был вынужден 20 января 1942 года оставить Можайск и попытался задержать наши войска на Бородинском поле, используя уцелевшие после наступления в октябре 1941 года укрепления. Узлы сопротивления немцев размещались в Бородино, Фомкино и Семеновском.

Задача по разгрому немецко-фашистской группы войск на Бородинском поле была поручена 82-й мотострелковой дивизии генерал-майора Н. И. Орлова. В ходе боя на Бородинском поле с нашей стороны не применялось тяжелое вооружение – танки и артиллерия, – чтобы сохранить в целости все памятники, воздвигнутые на историческом поле в честь войны 1812 года. Несмотря на поспешное бегство, немцы успели сжечь здание Бородинского военно-исторического музея.

После Отечественной войны на Бородинском поле были установлены памятники на местах захоронения воинов Красной Армии, защищавших Бородино в 1941-м и освобождавших его в 1942 году.

В честь воинов 5-й армии, погибших в боях на Бородинском поле, на одном из курганов установлен памятник – танк.

Очистив от немецко-фашистских войск Можайск и Бородино, войска 5-й армии 22 января овладели Уваровкой, а 26 января – станцией Батюшково.

30 января 1942 года 5-я армия подошла к заранее подготовленному немцами оборонительному рубежу Курьяново – Семеновское, но, не располагая резервами, преодолеть его не смогла. На достигнутом рубеже начались длительные ожесточенные бои.

Видимо, ощутив ослабление давления со стороны наступавших войск 20-й и 5-й армий и обнаружив отсутствие 1-й ударной и 16-й армий в полосе фронта, противник перешел к активному противодействию и сумел приостановить наше наступление на центральном участке Западного фронта на рубеже западнее Копылово – Кучино – Барсуки – западнее Куколово – Курьяново – Семеновское.

На схеме 54 показан участок Западного фронта на волоколамском и можайском направлениях с 10 января по конец января 1942 года.

Так в конце января 1942 года образовалась Ржевско-Сычевско-Вязьминская группировка немецко-фашистских войск, которая имела для немецкого Генерального штаба стратегическое значение, поскольку сохраняла подступы к Москве. Для усиления этой группировки немецкое командование перебрасывало все новые и новые войска. Основу группировки составляли 6-й, 27-й и 5-й армейские и 41-й, 46-й и 56-й танковые корпуса. Следует отметить, что танковые корпуса, потерявшие в предыдущих боях почти все свои танки, можно было называть танковыми чисто условно. Их личный состав использовался в качестве мобильных пехотных частей.