В разгар зимы 1942 года в ходе битвы за Москву войска 3‐й и 4‐й Ударных армий (всего 122 100 человек) Северо-Западного (командующий – генерал-лейтенант П.А. Курочкин, с 22 января 1942 года – Калининского, командующий – генерал-полковник И.С. Конев) фронта провели Торопецко-Холмскую наступательную операцию с целью разгрома осташковской группировки противника и содействия Западному и Калининскому фронтам в проведении Ржевско-Вяземской операции.

В начале января 1942 года 3‐я и 4‐я Ударные армии занимали оборону на рубеже восточный берег озера Селигер – город Осташков – северный берег озеро Волго. Противник не ожидал на этом участке фронта активных действий советских войск и в полосе около 100 км имел только три пехотные дивизии и одну кавалерийскую бригаду 16‐й армии группы армий «Север» (командующий – генерал-фельдмаршал В. фон Лееб, с 17 января – Г. фон Кюхлер).

Советское командование решило воспользоваться слабостью сил противника и разработало план, согласно которому 3‐я и 4‐я армии должны были нанести удар на стыке групп армий «Север» и «Центр» (командующий – генерал-фельдмаршал Г. фон Клюге), разгромить противника в районе западнее Осташкова, после чего, развивая успех в юго-западном направлении, обойти его ржевско-вяземскую группировку с северо-запада и во взаимодействии с войсками Калининского и Западного фронтов окружить и уничтожить ее. 3‐й Ударной армии предстояло наступать в направлении на Холм, Великие Луки, 4‐й Ударной армии – в направлении на Торопец, Велиж. С севера действия группировки обеспечивала 34‐я армия, частью сил развивая наступление на Вотолино.

9 января войска 3‐й и 4‐й Ударных армий неожиданно для противника перешли в наступление. К 12 января они прорвали тактическую зону обороны и продвинулись на 25–30 км. 16 января 4‐я Ударная армия овладела Андреаполем, 21 января, при содействии партизанских отрядов, заняла Торопец, а ее передовые части перерезали железную дорогу Великие Луки – Ржев. Войска 3‐й Ударной армии к 22 января окружили гарнизон противника в город Холм и обошли демянскую группировку 16‐й армии с юга.

Продолжая развивать наступление на витебском и смоленском направлениях, в глубокий тыл группы армий «Центр», 3‐я и 4‐я Ударные армии (22 января обе армии были включены в состав Калининского фронта) в первых числах февраля вышли на подступы к Великим Лукам, Велижу и Демидову, а одной стрелковой дивизией 4‐я Ударная прорвалась к Витебску.

К этому времени немецкое командование перебросило из Западной Европы четыре пехотные дивизии, которые выдвинуло навстречу наступающим войскам. Фронт наступления 3‐й и 4‐й Ударных армий увеличился до 300 км, и они, не имея возможности преодолеть заметно возросшее сопротивление противника, 6 февраля перешли к обороне.

В результате проведенного наступления советские войска вклинились на 200–250 км в оборону противника на стыке групп армий «Север» и «Центр», нарушили взаимодействие между ними, обошли с запада ржевско-вяземскую группировку противника, создав выгодные условия для ее разгрома, и глубоко охватили с юга демянскую группировку.

В ходе боевых действий советские войска потеряли более 29 000 человек, из них более 10 000 – безвозвратно.