Командование Западного фронта также пыталось помочь своим отрезанным войскам. Командующий фронтом вначале потребовал от командующего 43-й армией восстановить положение под Юхновом. Потом были подключены войска 49-й и 50-й армий. Активные бои вели окруженные дивизии. Командующий фронтом обещает Ефремову и Белову: «Дня через три-четыре к вам будут подходить части Голубева и Болдина». Виновных в том, что не были удержаны фланги прорыва 33-й армии, он приказывает «арестовать, судить и расстрелять на месте независимо от количества». Но командование группы армий «Центр» усилило оборону своих войск под Юхновом, и все попытки прорвать ее извне не удались. Не удалось и частям генерала Белова в середине февраля соединиться с частями 11-го кав. корпуса Калининского фронта, хотя их разделяло всего 6 км. Также в середине февраля, по воспоминаниям П. А. Белова, когда они с М. Г. Ефремовым хотели создать общий фронт, штаб Западного фронта прислал ему странную телеграмму: «Локтевая связь с пехотой (33-я армия) вам не нужна». Возможно, позднее это будет одной из причин гибели частей 33-й армии.
Положение с продовольствием и боеприпасами у окруженных становилось катастрофическим, к тому же Г. К. Жуков дал указание «продовольствие искать на месте, подавать его не будем, нет самолетов, искать снаряды также на месте». Окруженным частям пришлось переходить на самообеспечение и взаимодействие с партизанами. 9 февраля И. Сталиным был подписан приказ о мобилизации военными советами армий лиц в возрасте от 17 до 45 лет на освобожденной от оккупации территории. Это позволило окруженным частям увеличить свою численность. Они стали активно действовать на коммуникациях противника, захватывали склады с оружием, продовольствием, а партизаны помогали регулярным частям. 15–16 февраля партизанские отряды, действовавшие южнее и юго-западнее Вязьмы, освободили г. Дорогобуж. Партизаны и части генерала Белова удерживали несколько станций, а движение по железной дороге Занозная – Вязьма было вообще прервано на четыре месяца. В результате в тылу группы армий «Центр» образовался район, где успешно действовали части 1-го гвардейского кавалерийского, десантники 4-го воздушно-десантного корпусов, партизанские отряды. В конце февраля все эти части и партизанские отряды, кроме частей 33-й армии, были подчинены генералу Белову. Немецкий генерал Бутлер писал: «Войска противника, находившиеся в районе Дорогобужа в течение нескольких месяцев, создавали настоящую угрозу тыловым коммуникациям 4-й танковой и 9-й полевой армий, временами даже нарушая их. Они сковывали крупные силы немцев, спешно снятые с фронта и брошенные сюда».
16 февраля появилась новая директива Ставки ВГК, в которой войскам Западного направления ставилась прежняя задача: «разгромить и уничтожить ржевско-вяземско-юхновскую группировку противника и к 5 марта выйти и закрепиться на нашем старом оборонительном рубеже с готовыми противотанковыми рвами», т. е. на рубеж Оленино, р. Днепр, Ельня, далее по р. Десне и до Брянска, что в тех условиях было явно нереально. Данный документ вызывает удивление и сомнение в том, что Ставка знала истинное положение дел.
С этой директивы 16 февраля можно выделить третий этап операции: возобновление активных наступательных действий советских войск, их постепенное затухание и завершение операции 20 апреля. В феврале Ставка ВГК выделила дополнительные силы из резерва: Калининский фронт получил гвардейский стрелковый корпус, семь стрелковых дивизий и четыре авиаполка, Западный фронт – гвардейский стрелковый корпус, три стрелковые дивизии, две воздушно-десантные бригады, 200 танков, 40 самолетов и 60 000 человек маршевого пополнения. Запись в дневнике Ф. Гальдера за 11 февраля свидетельствует, что немецкая разведка обнаружила переброску этих резервов.
На Калининском фронте центр тяжести теперь, после выхода из окружения частей 29-й армии, переносился на уничтожение оленинской группировки врага силами трех армий. В приказе командующего фронтом 19 февраля усиленной 22-й армии было приказано уже к «исходу дня 23.2 овладеть районом Оленино», 22 февраля захватить Белый. 30-я армия должна была уже 22 февраля выйти в район Чертолино, а 39-я армия 23-го – соединиться с 30-й армией. 31-й армии приказано было «к исходу дня 23.2 овладеть районом Зубцов». Назначенное на 20 февраля наступление вовремя начала только 31-я армия, другие армии – позже, причем в разные дни, например, 39-я только 25 февраля. На ее участке в наступлении участвовала и группа Швецова – вышедшие из окружения части 29-й армии. Начались каждодневные изматывающие атаки советских войск, в том числе на улицах Белого, не приносящие реальных результатов. Но соединения вермахта стояли намертво. В начале марта 30-я армия Лелюшенко была усилена, но и это не принесло больших результатов.
Войска Западного фронта также активизировали наступательные действия.