Подошедшие из-под Смоленска резервы нанесли контрудар. Если бы фланг механизированного корпуса М.Д. Соломатина был прикрыт еще одним мехкорпусом, этот контрудар мог бы закончиться провалом. Однако этот корпус находился под Великими Луками. Ударом во фланг немцы отрезали корпус Соломатина и часть Уральского добровольческого корпуса. Вечером 14 декабря Соломатин получил от Жукова разрешение на прорыв. Уничтожив или бросив неисправную и оставшуюся без топлива технику, бойцы и командиры механизированного корпуса прорвались к своим.
Справившись с кризисами на других участках и получив еще одну танковую дивизию из резерва, Вальтер Модель отбил новое наступление советской 20-й армии.
Во второй половине декабря боевые действия на периметре Ржевского выступа затихли. Операция «Марс» остановилась, чтобы стать самым секретным советским наступлением, о котором на долгие годы предпочли забыть. В качестве причины неудачи назывались увлечение сковывающими ударами, чрезмерный риск с наступлением механизированного корпуса М.
Д. Соломатина с открытым флангом и другие. Также одной из причин неуспеха советского наступления под Ржевом стали просчеты разведки. Как сообщил немцам один из пленных офицеров, «он был изумлен появлением «надежных немецких резервов» в решающие моменты атаки». В отчете разведки Верховного главнокомандования Вермахта отмечалось, что «на эти силы противник не рассчитывал. На картах, попавших к нам, никаких немецких резервов не отмечено».
Потери участвовавших в операции «Марс» войск Западного и Калининского фронтов составили 216 тысяч человек убитыми, ранеными и пропавшими без вести. Потери немецкой 9-й армии составили 53,5 тысячи убитыми, пропавшими без вести и ранеными.
В наступление идут советские тяжелые танки КВ. Калининский фронт, зима 1942/43 г.
Подбитый советский легкий танк «Валентайн». Район Сычевки, ноябрь-декабрь 1942 года
По другую сторону фронта вслед за неудачей наступления последовали наказания.
И.С. Конев был смещен с поста командующего Западным фронтом с формулировкой «как не справившийся с задачами руководства фронтом». Однако ему вскоре удалось вернуть доверие командования. Неудача наступлений трех армий Калининского фронта стала фатальной для карьеры командующего Калининским фронтом генерал-лейтенанта М.А. Пуркаева. Старый соратник Г.К. Жукова был отправлен на Дальний Восток. Отстраненному командующему 41-й армией генерал-майору Ф.Г.
