В 9.30 войска 20-й армии перешли в наступление. Как и следовало ожидать, система огня противника подавлена не была, и в течение дня только отдельным частям удалось вклиниться в оборонительные порядки немецких войск. 20-й армии не повезло больше всего: в полосе ее наступления происходила смена 5-й танковой дивизии на 78-ю пехотную и в окопах одновременно находились части обеих дивизий. Наступавшие без форсирования реки Вазузы 326, 251-я и 42-я гвардейские стрелковые дивизии были остановлены огнем неподавленных ДЗОТов и успеха в продвижении не имели. Наилучшего результата, как ни странно, достигла 247-я стрелковая дивизия генерал-майора Г.Д.Мухина. Она успешно форсировала Вазузу и образовала небольшой плацдарм на ее западном берегу. В целом результат первого дня сражения был довольно скромный. Однако командующий 20-й армией генерал-майор Н.И.Кирюхин решил выдвинуть на захваченный частями 247-й дивизии пятачок 8-й гвардейский стрелковый корпус, стремясь развить единственный на тот момент успех. В свою очередь, командование фронтом (которому непосредственно подчинялась конно-механизированная группа) решило ввести на том же участке 247-й стрелковой дивизии и 6-й танковый корпус П.М.Армана, и 2-й гвардейский кавалерийский корпус В.В.Крюкова. К тому моменту 6-й танковый корпус уже переправился на западный берег Вазузы и к 18.00 25 ноября уже был готов к вводу в прорыв по первоначальному плану операции. Однако невыполнение задач правым флангом 20-й армии привело к тому, что корпус оказался разъединенным надвое Вазузой. Теперь часть корпуса должна была переправляться обратно на восточный берег реки и снова ее форсировать выше по течению. Фактически был поломан весь первоначальный план операции. Согласно заранее разработанному плану, подвижная группа должна была сосредоточиться на плацдарме глубиной 4—5 км после выхода стрелковых соединений 20-й армии ко второму рубежу обороны. Вместо этого в первый день операции крупные массы кавалерии и танков вместе с 8-м гвардейским стрелковым корпусом протискивались на маленький плацдарм шириной не более 3 км и глубиной в лучшем случае 1,5 км. Соответственно вместо плановых четырех переправ через р. Вазуза в распоряжении кавалерийского и танкового корпусов были только две переправы, находившиеся в полосе наступления 247-й стрелковой дивизии. Одна переправа была у деревни Зеваловка, вторая, южнее ее, — у деревни Пруды.
Утром 26 ноября погода улучшилась, и артиллерийская подготовка была повторена. Наступавшие на правом фланге соединения 20-й армии продвижения не имели, переправленный на захваченный 247-й стрелковой дивизией плацдарм 8-й гвардейский стрелковый корпус продвинулся всего на 1—2 км. К 13.00 26 ноября 6-й танковый корпус полностью переправился на западный берег Вазузы на все тот же захваченный в первый день плацдарм. В 15.00 6-й танковый корпус перешел в наступление. Вслед за танковым корпусом вечером 26 ноября на плацдарм переправились 18-я и 25-я танковые бригады подвижной группы Н.А.Кропотина. Вечером 26 ноября успела вступить в бой только 18-я танковая бригада, которая совместно со 148-й стрелковой бригадой предприняла попытку расширения плацдарма на юг. Ввод в бой крупной массы танков не мог не привести к качественному изменению обстановки. Корпус П.Армана пробил фронт 5-й танковой дивизии, продвинулся на 2 км и вышел ко второй полосе обороны. Однако система артиллерийского огня противника подавлена не была, и 6-й танковый корпус потерял 50—60% своих танков в отчаянном рывке в глубь немецкой обороны. К исходу дня 26 ноября к переправам подтянулся 2-й гвардейский кавкорпус. Первой к переправе у Зеваловки вышла 20-я кавалерийская дивизия. Переправа была занята тылами 6-го танкового корпуса и 247-й стрелковой дивизии. Начальник оперативного отдела 20-й армии отказался предоставить переправу кавалерии до переправы тылов. Кавалерийская дивизия была вынуждена направиться к переправе у Прудов и во второй половине ночи 27 ноября переправилась на западный берег Вазузы. 3-я гвардейская кавалерийская дивизия, подошедшая к переправе у Прудов ночью, была вынуждена ждать до рассвета 27 ноября.
На третий день наступления, 27 ноября, командование 20-й армии приняло решение расширить захваченный в первый день плацдарм. С этой целью продолжилась накачка плацдарма войсками. 251-я стрелковая дивизия с 80-й танковой бригадой, не добившиеся успеха в прорыве обороны на выделенном им по плану участке, сдали свою полосу соседним соединениям и переправились через Вазузу. На плацдарм также к 15.00 переправилась 1-я гвардейская Московская мотострелковая дивизия и выделенная ей из группы Кропотина 31-я танковая бригада. Они занялись расширением плацдарма на восток, в направлении Малого Кропотова. 8-й гвардейский стрелковый корпус с раннего утра 27 ноября пытался расширять плацдарм на юг и юго-восток, атакуя 26-й гвардейской стрелковой дивизией и 25-й танковой бригадой Жеребцово. Однако все еще не подавленная система огня противника мешала продвижению сосредоточенных на плацдарме и в пробитом танковым корпусом коридоре крупных масс танков. Пехота огнем отсекалась от танков, а танки, оставшись в одиночестве, не могли эффективно вести бой. 27 ноября также было отмечено вступлением в бой переправившейся на плацдарм кавалерии. 20-я кавалерийская дивизия начала наступление в 8.00, 3-я гвардейская кавалерийская дивизия атаковала пункты на второй полосе обороны немцев, Подосиновку и Жеребцово. 4-я гвардейская кавалерийская дивизия переправилась на западный берег Вазузы, но боя не вела, подвергаясь, однако, ударам авиации и артиллерии немцев.
В ночь на 28 ноября была предпринята попытка протолкнуть подвижную группу фронта на запад. 20-я кавалерийская дивизия в конном строю двумя своими полками в первой половине ночи прорвалась по лощине между Большим и Малым Кропотово. Последний, 22-й кавполк, отстал и подошел к лощине к тому моменту, когда она уже была освещена оправившимися от неожиданности немцами, и прорваться подогнем не смог. Попытавшаяся последовать примеру 20-й дивизии 3-я гвардейская кавалерийская дивизия в прорыве по лощине понесла большие потери, прорвался только один 12-й гвардейский кавполк, а 10-й кавполк был почти полностью рассеян и уничтожен. К утру 28 ноября 2-й гвардейский кавалерийский корпус был разорван на две части. Передовой эшелон в лице двух полков 20-й и одного полка 3-й гвардейских кавалерийских дивизий прорвался вперед через железную дорогу. Остальные части корпуса и 4-я гвардейская кавалерийская дивизия остались на плацдарме. В том же духе проходил прорыв за железную дорогу 6-го танкового корпуса. Прорывались начиная с 2.00 ночи 28 ноября, 22-я и 200-я танковые бригады (понесшая большие потери 100-я танковая бригада осталась на месте) вместе с 1-й и 6-й мотострелковыми бригадами и 6-м гвардейским истребительно-противотанковым полком. Двигались они параллельно направлению движения 2-го кавалерийского корпуса, южнее Малого Кропотова. К утру частям корпуса удалось пробиться за железную дорогу и соединиться с прорвавшимися частями 20-й и 3-й гвардейских кавдивизий. Однако в строю к тому моменту осталось только 20 танков (12 танков в 22-й и 8 танков в 200-й танковых бригадах). Такие слабые силы, конечно, не представляли опасности для ржевской группировки противника, но выход танков и кавалерии в глубь обороны дал определенный эффект. Советские танки вышли к позициям немецкой артиллерии, уничтожили артиллерийский штаб и два артиллерийских полка (один на позициях, другой на марше). Также были захвачены и уничтожены ряд складов и подорвана железная дорога Ржев — Сычевка. Но все это уже не могло исправить ситуацию: немецкое командование усиленно стягивало резервы к месту прорыва. Утром 28 ноября из 18-го полка 6-й пехотной дивизии и 3-го дивизиона артиллерийского полка 129-й пехотной дивизии была образована боевая группе Беккера. Она была переброшена из района Ржева к Осуге с целью разгромить прорвавшиеся к железной дороге части корпуса В.В.Крюкова.
