На Велиж в первом эшелоне вдоль русла реки Западная Двина наступала 48–я стрелковая бригада. Во второй половине дня 26 января она вышла к деревне Кресты. Попытка взять Кресты с ходу не удалась, не помогла также поддержка подтянувшейся на следующий день 39–й стрелковой бригады. 28 января А. И. Еременко приказал прекратить штурм Крестов, оставить заслон, обойти деревню и оставить ее гарнизон на растерзание следовавшей во втором эшелоне 358–й стрелковой дивизии. Трехдневное промедление не лучшим способом сказалось на общей обстановке: в Велиж немцами были подтянуты резервы.
В Велиже наступающие встретили оборону 257–го пехотного полка 83–й пехотной дивизии, основные силы которой обороняли Великие Луки. Город был взят подошедшей с северо–запада 360–й стрелковой дивизией. На левом фланге 4–й ударной армии 332–я стрелковая дивизия 29 января вышла к Рудне.
За восемь дней боев с 22 по 30 января войска А. И. Еременко прошли 100–115 км и вышли в район Велижа. Однако оба фланга 4–й ударной армии оказались открыты. Правый сосед отставал на 100 км, левый — на 110 км. Одновременно начала сказываться усталость войск, почти месяц наступавших по глубокому снегу в лесах, захватывая узлы коммуникаций. В 249–й стрелковой дивизии осталось не более 1400 штыков, в 48–й стрелковой бригаде — 1500 штыков.
Для обеспечения правого фланга армии А. И. Еременко приказом от 30 января 1942 г. направил на Витебск 249–ю стрелковую дивизию и 51–ю стрелковую бригаду. На Рудню планировалось наступать силами трех дивизий и двух бригад с одной стрелковой бригадой. 249–я стрелковая дивизия начала выдвигаться на Витебск в обход города Сураж, для блокирования гарнизона которого была оставлена 51–я стрелковая бригада. Однако еще в конце января противник стал собирать резервы для стабилизации положения. Под управлением LIX армейского корпуса генерала фон дер Шеваллери объединялись три свежие дивизии: 83, 205 и 330–я пехотные дивизии. Именно они выстраивались на пути дивизий и бригад армии А. И. Еременко.
Сейчас трудно себе представить настроения солдат и командиров 249–й стрелковой дивизии, двигавшейся к потерянному еще летом 1941 г. Витебску. Но город уже не был легкой добычей. Более того, в Витебске выгружался из эшелонов 277–й пехотный полк 83–й пехотной дивизии. Когда части дивизии Г. Ф. Тарасова подходили к городу, из него параллельным маршрутом к Суражу двигались походные колонны боевой группы, созданной вокруг 277–го пехотного полка. Свежему пехотному полку удалось отбросить от Суража советскую стрелковую бригаду, и под угрозой окружения 249–я стрелковая дивизия была вынуждена отступить назад. Столкновения со свежими немецкими дивизиями прошли на всем фронте наступления 4–й ударной армии. Наступавшие на Рудню и Демидов соединения армии встретилась с полками 330–й пехотной дивизии. Между Рудней и Витебском развернулась 205–я пехотная дивизия. Целостность фронта была восстановлена.
Для объединения войск на стыке между группами армий «Север» и «Центр» из состава последней было изъято управление 3–й танковой армии. Называвшаяся танковой лишь номинально (большую часть ее соединений составляли пехотные дивизии), армия застрянет под Витебском надолго. Фактически штаб крупного танкового объединения, с которым Германия начала войну с СССР, навсегда будет исключен из числа штабов подвижных соединений. Действительно танковыми останутся 1–я и 4–я танковые армии. Сам Витебск будет освобожден только летом 1944 г., а осенью и зимой 1943 г. станет «крепким орешком» на пути войск двух советских фронтов.
С 6 февраля положение 4–й ударной армии стабилизировалось, и бои стали носить частный характер. Начавшие наступление на фронте всего 100 км 3–я и 4–я ударные армии спустя месяц занимали фронт свыше 500 км. Торопецко–Холмская операция завершилась.
Торопецко–Холмскую операцию можно по праву назвать самой успешной наступательной операцией зимней кампании 1942 г. Освобождение большой территории и перехват крупной железнодорожной магистрали противника были произведены сравнительно скромными силами. Помимо продвижения на юг и юго–запад войска 3–й ударной армии оказали содействие соединениям 34–й армии в окружении противника под Демянском. Забегая вперед, можно добавить, что в ходе цепочки операций по ликвидации вклинений в построение своих войск весной и в начале лета 1942 г. немцы не нашли слабых мест в построении 3–й и 4–й ударных армий. Планы по окружению этих двух армий вынашивались немецким командованием начиная с февраля 1942 г., когда группе армий «Центр» предписывалось:
«Осуществляя наступление силами 23–го армейского корпуса с целью овладения Осташковом и взаимодействуя с группой армий «Север», перерезать тыловые коммуникации 3–й и 4–й русских ударных армий»