Генерал-полковник Конев, стремясь выполнить директиву Ставки ВГК № 003053, в 20 часов 30 минут 20 октября уточнил задачи своим войскам. На рубеже Осташков, р. Волга до Кривцова, Старицы и далее по реке до Акишева предусматривалось упорно обороняться. Главными силами Калининского фронта намечалось окружить и уничтожить группировку противника в районе Калинина между р. Волга и Московским морем и к исходу 21 октября овладеть Калинином, не допустить перегруппировки противника для наступления на юго-восток на Москву. В соответствии с этим 29-й армии приказывалось форсировать Волгу в ночь на 21 октября, овладеть Некрасовым и Даниловским, отрезать пути отхода противника на юг и юго-запад, установив взаимодействие с 21-й танковой бригадой 30-й армии в районе Неготина. Удар на Калинин с северо-запада и севера должна была наносить 31-я армия, чтобы во взаимодействии с 30-й армией к исходу 21 октября овладеть северо-западной и южной частью города. 30-й армии предписывалось нанести удар на Калинин с северо-востока, юга и юго-востока, к исходу 21 октября занять южную и северо-восточную часть города и не допустить отхода противника на юг и юго-восток. В свой резерв Конев вывел 183-ю стрелковую и 54-ю кавалерийскую дивизии.
Но все надежды генерал-полковника Конева освободить Калинин 21 октября не оправдались. Противник отразил все атаки войск Калининского фронта в районе города, а в полосе Западного фронта 22 октября захватил Наро-Фоминск. 24 октября соединения 9-й армии генерал-полковника А. Штрауса, завершив ликвидацию вяземского котла, нанесли удар от Ржева и Старицы в общем направлении на Торжок, Вышний Волочек.
Несмотря на это, фон Бок был недоволен действиями своих войск.
Командующий группой армий «Центр», убедившись, что с запада к Москве прорваться не удастся, решил перенести направление главного удара с запада на северо-запад. Части 4-й танковой группы были перенацелены на шоссе Волоколамск — Москва. Войска 9-й армии продолжили наступление, продвинувшись за семь дней на 30–40 км. Однако генерал-полковник Конев, быстро наращивая свои силы, сумел сорвать задуманный противником план окружения Северо-Западного фронта. Впрочем, не только 9-я армия, но и 3-я танковая группа были остановлены войсками Калининского фронта, которые к началу ноября перешли к обороне на рубеже по рекам Большая Коша и Тьма. Занимая охватывающее положение по отношению группы армий «Центр» с севера, Калининский фронт создавал непосредственную угрозу ее флангу и держал противника в постоянном напряжении.