Таким образом, на фронте от Ладожского озера до озера Ильмень к началу контрнаступления действовало двадцать две стрелковые, три танковые (две без материальной части), две кавалерийские дивизии, три стрелковые и три танковые бригады, а также три отдельных танковых батальона — всего до тридцати дивизий. Общая численность советских войск в 54-й, 4-й, 52-й армиях и Новгородской армейской группе составляла 186 тыс. человек. Противостоявшие им войска 16-й немецкой армии насчитывали около 140 тыс. человек.
Охватывающее положение советских войск по отношению к противнику и несколько изменившееся соотношение сил в нашу пользу создавали реальные возможности разгрома тихвинской группировки противника. В этой обстановке Ставка ВГК приказала перейти в контрнаступление и восстановить линию фронта по правому берегу р. Волхов с захватом плацдармов на её противоположном берегу.
Первыми начали контрнаступление под Тихвином войска 52-й армии, начав боевые действия 12 ноября ударом в основание вбитого в оборону советских войск выступа. Соединения 52-й армии пытались прорвать вражескую оборону на рубеже р. Малая Вишерка и овладеть превращённым в сильный узел сопротивления город Малая Вишера. Однако добиться положительных результатов в первые дни операции не удалось. Советские войска столкнулись с характерной для зимней кампании 1941—1942 гг. системой обороны, основанной на цепочке опорных пунктов. Промежутки между ними простреливались артиллерийским, миномётным и пулемётным огнём, закрывались минными полями. Сами опорные пункты представляли собой деревни, небольшие города, господствующие над местностью высоты, сильно укреплённые и прикрытые минными полями и проволочными заграждениями. При оборудовании населённых пунктов в качестве узлов обороны дома частично сжигались (для расчистки секторов обстрела), а частично превращались в ДЗОТы под пулемёты и артиллерийские орудия.
Организуя наступление на Малую Вишеру, командующий 52-й армией не сумел создать ярко выраженной ударной группировки. Армия наступала на широком 48-километровом фронте от Зеленщины до Поддубье, имея всего четыре дивизии в первом эшелоне. Для решения основной задачи — разгрома группы противника в районе Мал. Вишеры и овладения этим сильным узлом сопротивления — было выделено фактически всего лишь два полка 259-й стрелковой дивизии, наступавших на 8-километровом фронте.
После нескольких неудачных попыток штурма, сталкиваясь со сплошной завесой огня, было принято решение подготовить два отряда численностью примерно по 500 человек для ночного просачивания между опорными пунктами на подступах к Малой Вишере. Отряды вооружались помимо винтовок, пулемётов и миномётов несколькими противотанковыми орудиями. В течение двух дней, 16 и 17 ноября отряды проходили интенсивную подготовку к предстоящей операции. Подгонялось снаряжение, оружие и металлические предметы обматывались тканью, чтобы не создавать шума при движении. Ночью 17 ноября обе группы скрытно просочились между опорными пунктами и вышли на коммуникации маловишерского узла сопротивления. Удачные действия просочившихся отрядов нарушили систему обороны немцев и воспрепятствовали манёвру резервами между узлами сопротивления. По итогам боя 18 ноября немцы приняли решение оставить Малую Вишеру, которая была занята войсками 52-й армии 20 ноября. Штурм Малой Вишеры стал фактически первой ласточкой общего наступления Красной армии в зимней кампании 1941/42 г.
Однако если контрнаступление под Тихвином началось раньше всех, то его развитие происходило куда менее динамично, чем контрудар под Ростовом. Пока шли бои за Малую Вишеру, к наступлению подготовилась 4-я армия на ключевом, тихвинском направлении. Наступление 4-й армии началось 19 ноября и развивалось вначале очень медленно. Наши наступавшие части вели ожесточённые, но безуспешные бои за опорные пункты противника, расположенные на переднем крае его обороны. Непосредственно город Тихвин штурмовали части 44-й и 65-й стрелковых дивизий. Здесь, как и на мало-вишерском направлении, войска 4-й армии атаковали фронтально, не пытаясь использовать просачивание между узлами обороны. Оставшиеся танки 60-й танковой дивизии использовались в качестве средства непосредственной поддержки пехоты. Например, 19 ноября 1941 г. 7 танков Т-26 из 120-го танкового полка были переданы в качестве средства непосредственной поддержки пехоты в 317-й стрелковый полк 92-й стрелковой дивизии. Непосредственно под руководством штаба 60-й танковой дивизии к 20 ноября остались в строю 38 танков (9 БТ-7, 12 Т-26, 16 «химических», 1 танкетка Т-37). С этими силами дивизия в тот день перешла в наступление из района Городище на Тихвин.