Стягивавшиеся со всего периметра Ржевского выступа соединения собирались в 6–7 километрах севернее Ржева в узле сопротивления, построенном на деревнях Полунино, Галахово и Тимофеево. Здесь была классическая полевая оборона, совершенствовавшаяся несколько месяцев: сплошные минные поля, густая сеть ДЗОТов, колючая проволока в 3–4 ряда. Дивизии ударной группировки 30-й армии наступали на деревню Полунино и ставшую печально известной «высоту 200». Из соседних деревень Федорково и Горбово немцы вели по наступающим на Полунино советским частям фланкирующий огонь.
Один из участников летнего сражения под Ржевом с немецкой стороны, командир батальона Хоке из 6-й пехотной дивизии, позднее так описал эти бои: «Это больше не было войной автоматов и пулеметов, ручных гранат и пистолетов, как зимой. Это был «Materialschlacht», битва техники Первой мировой войны, битва, в которой атакующий пытался уничтожить противника сталью, ливнем стали, летящей в воздухе и несущейся на гусеницах, когда человек вмешивался только в последний момент, чтобы уничтожить на этом лунном пейзаже то, что еще выжило в мясорубке».
Не добившись продвижения в направлении Полунино, приостановив наступление, командование 30-й армии 7–9 августа произвело перегруппировку войск с целью изменения направления главного удара. Было принято решение наступать левым флангом армии в обход Ржева. 10 августа 30-я армия Калининского фронта начала второй этап наступления на Ржев. Главный удар левым флангом армии в направлении Грибеево – аэродром – Опоки – Ржев. В левофланговую группу вошли 6 стрелковых дивизий, 3 стрелковые и несколько танковых бригад. В тот же день, 10 августа, вернувшись из отпуска по лечению (он был ранен во время полета на связном самолете в мае 1942 г.), в 9-ю армию вернулся ее командующий генерал-полковник Вальтер Модель и застал ситуацию, «которой едва ли можно было овладеть».
В 7.00 утра 10 августа после часовой артподготовки войска 30-й армии на всем фронте перешли в наступление. С 15 до 18 августа шли ожесточенные бои в районе деревни Демкино. Этот район являлся ключом для выхода наступающих советских войск к Волге.
20 августа 256-й пехотной дивизии пришлось под нажимом 30-й армии отступить и отойти на южный берег Волги. 21 августа это заставило оборонявшуюся справа от нее 14-ю моторизованную дивизию также покинуть северный берег. Со всей ее тяжелой техникой и оружием ей удалось переправиться у Матюкова на другой берег по построенному между Ржевом и Зубцовом мосту. Овладев деревнями Архарово, Пудово, Мосягино, Першино, Варюшино и другими, северной частью пригородного аэродрома, левофланговые дивизии 30-й армии к вечеру 21 августа вышли к Волге на фронте Варюшино – Голышкино. Первым к Волге вышел в район Горшково – Горчаково 965-й стрелковый полк 274-й дивизии.