Контрнаступление не заставило себя ждать. Для координации назначенных для контрудара дивизий из группы армий «Север» прибыло управление XXX армейского корпуса, возглавляемое генералом Фреттер-Пико. Основной ударной силой контрнаступления была 19-я танковая дивизии, правый фланг которой прикрывался частями 20-й танковой дивизии. На 18 ноября 1942 г. 19-я танковая дивизия насчитывала боеготовыми 7 танков Pz.Kpfw.II, 37 танков Pz.Kpfw.38(t), 8 танков Pz.Kpfw.III c короткоствольным орудием, 3 танка Pz.Kpfw.IV с короткоствольной пушкой, 10 танков Pz.Kpfw.IV с длинноствольным орудием и 3 вооруженных только пулеметами командирских танка. Таким образом, подавляющее большинство танков дивизии (за исключением десяти Pz.Kpfw.IV с длинноствольными орудиями) было устаревших типов. Однако в отсутствие серьезного заслона на фланге корпуса М.Д.Соломатина даже масса легких танков несла смертельную опасность. В намеченной немцами полосе наступления оборонялась 78-я стрелковая бригада на фронте почти 5 км. 7 декабря по снегу глубиной 40 см 19-я танковая дивизия начала свое наступление. С целью обеспечения внезапности атака началась без артиллерийской подготовки. Обходя немногочисленные узлы сопротивления, дивизия быстро продвигалась вперед. На второй день наступления она перерезала основную дорогу снабжения подвижной группы 41-й армии, а на третий день — вступила в контакт с наступающими из района Белого частями 1-й танковой дивизии. Реакция советского командования, выразившаяся в отводе с Начи на фланг 65-й танковой бригады, запоздала. Кольцо окружения вокруг частей 6-го стрелкового и 1-го механизированного корпусов замкнулось. Если быть точным, то ударом XXX корпуса войска Поветкина и Соломатина были разрезаны надвое. Вне «котла», на фронте реки Вишенка собрались 75-я и 78-я стрелковые бригады, 65-й и 219-я танковые бригады и большая часть 150-й стрелковой дивизии. В кольце окружения оказались 19, 35, 37-я и 48-я механизированные бригады, 74-я и остатки 91-й стрелковой бригады. С целью сокращения фронта бригады корпуса Соломатина отступили от рубежа Начи на запад, собравшись компактной группой южнее Белого. Вскоре генерал-майор Тарасов был отстранен от командования 41-й армией, и армию возглавил лично Г.К.Жуков.
Первая попытка прорвать окружение была предпринята утром 8 декабря. Успеха она не принесла, и до 14 декабря по периметру «котла» шла ожесточенная борьба между несколькими окруженными бригадами и четырьмя танковыми дивизиями немцев. Наконец вечером 14 декабря М.Д.Соломатин получил от Г.К.Жукова разрешение на прорыв, то есть возможность пробиваться к своим без задачи удержания захваченной в ходе ноябрьского наступления территории. Вечером 15 декабря находившиеся на западном фасе «котла» части начали прорыв, и к рассвету 16 декабря потрепанные части 6-го стрелкового и 1-го механизированного корпусов были выведены из окружения. Согласно составленному по итогам операции отчету командира 1-го механизированного корпуса, потери корпуса за 20 дней боев составили 2280 человек убитыми и 5900 ранеными. Из этого числа в окружении убито 1300 человек, ранено около 3500 человек. Только около 4000 из 15 200 человек, насчитывавшихся в корпусе к началу боев, сумели вернуться в расположение 41-й армии. Потери 6-го стрелкового корпуса были как минимум сравнимы с этими цифрами.
Неудача наступлений трех армий Калининского фронта стала фатальной для карьеры М.А.Пуркаева. Старый соратник Г.К.Жукова был сослан на Дальний Восток. Отстраненному командующему 41-й армии генералу Г.Ф.Тарасову была дана возможность себя реабилитировать: в феврале — марте 1943 г. он возглавлял 70-ю армию в наступлении К.К.Рокоссовского. Однако наступление было в целом неудачным, Тарасов вновь был смещен и погиб в Венгрии осенью 1944 г. в должности заместителя командующего 53-й армии. Управление 41-й армии было расформировано, и больше армии с таким номером в составе Красной Армии до конца войны не появилось. Действия М.Д.Соломатина были признаны адекватными обстановке, и он сохранил пост командира механизированного корпуса до конца войны.