С утра 22 декабря обе стороны, несмотря на внезапно разыгравшуюся снежную пургу, почти одновременно перешли в наступление. Завязалось встречное сражение, продолжавшееся двое суток. Бои велись с переменным успехом и носили крайне ожесточенный характер. К 14 часам почти весь правый берег реки Мышкова был очищен от противника. Ему удалось удержать за собой лишь Ивановку и Капкинский. 23 декабря и в ночь на 24-е ожесточенное сражение продолжалось лишь на левом фланге армии, где действовал 13-й гвардейский стрелковый корпус генерала П. Г. Чанчибадзе, но особых успехов советским войскам добиться не удалось. В результате двухдневного встречного сражения на реке Мышкова наступление контрударной группировки врага, пытавшейся деблокировать 6-ю полевую армию, было окончательно остановлено. В период с 24 по 30 декабря армейская группа «Гот» была отброшена войсками Сталинградского фронта на исходные позиции.
Боевые действия вермахта на котельниковском направлении с 12 по 23 декабря не достигли поставленной цели — окруженная группировка так и не была деблокирована. Операция «Зимняя гроза» провалилась. Максимальная глубина продвижения противника составила 65 км[198].
Заметную роль в отражении вражеского контрудара сыграла операция «Марс». В этой операции советским войскам не удалось сокрушить подготовленную оборону противника и ликвидировать Ржевский выступ. В ходе ожесточенных боев армии левого крыла Калининского фронта и правого крыла Западного фронта лишь на отдельных направлениях смогли достигнуть небольших территориальных успехов. Но своими активными наступательными действиями войска Калининского и Западного фронтов сковали крупные силы противника. Немецкое командование так и не смогло перебросить войска с западного направления под Сталинград. Наоборот, оно вынуждено было к уже переброшенной до начала «Марса» 21-й дивизии дополнительно направить на московское направление из резерва ОКХ и стран Западной Европы еще пять дивизий и две бригады. За счет группы армий «Центр» в состав ее 9-й полевой армии, оборонявшей Ржевский выступ, было переброшено 10 дивизий. Таким образом, с началом «Марса» немцы дополнительно вовлекли в сражение еще 15 дивизий и 2 бригады[199]. Лишь во второй половине декабря немцам на центральном участке фронта удалось высвободить две дивизии и направить их под Сталинград на усиление группы «Гот» и итальянской 8-й армии. Но этого оказалось слишком мало для того, чтобы деблокировать окруженную под Сталинградом армию Паулюса и предотвратить разгром итальянских войск на Среднем Дону.