Германское командование закрывало глаза на усилившееся сопротивление советских войск и возросшую их активность. Лишь усталостью своего личного состава, а главное — влиянием погодных условий (5–7 декабря морозы на ТВД достигали минус 25–30 градусов по Цельсию. —
Большие опасения продолжал вызывать у Ставки Калининский фронт. Еще 4 декабря, будучи на очередном докладе в Кремле у Сталина, исполняющий обязанности начальника Генштаба генерал-лейтенант А. М. Василевский получил указания в ночь на 5 декабря отправиться в штаб Калининского фронта, чтобы лично передать командующему фронтом директиву на переход в контрнаступление и разъяснить ему все требования по ней. В ночь на 5 декабря А. М. Василевский в сопровождении военного комиссара оперативного управления Генштаба бригадного комиссара И. Н. Рыжкова и некоторых офицеров ГШ прибыл в штаб Калининского фронта и там, на месте, передал командующему фронтом последние уточнения Ставки по переходу в контрнаступление (штаб фронта тогда находился в деревне Большое Кушалино, в 40 км северо-восточнее города Калинина. —
На рассвете 5 декабря, вопреки всем прогнозам генерал-фельдмаршала фон Бока о невозможности перехода советских войск в большое контрнаступление, соединения левого крыла Калининского фронта, а в 14 часов — и правого фланга 5-й армии нанесли удары по врагу. Затем, подобно нарастающей снежной лавине, 6 декабря на него ринулись 1-я ударная, 10, 13, 20-я и 30-я армии; 7 декабря — соединения правого фланга и центра 16-й армии, а также оперативная группа Ф. Я. Костенко, а 8 декабря — левофланговые соединения 16-й армии, оперативная группа П. А. Белова, 3-я и 50-я армии. На калининском, клинском, солнечногорском, истринском, тульском и елецком направлениях развернулись ожесточенные сражения.
Вернемся к проблемам организации наступления. Небольшое количество средств артиллерийского усиления в армиях резко ограничивало возможности усиливать артиллерией стрелковые дивизии и бригады. Так, в 1-й ударной армии (ударные армии, появившиеся в конце 1941 года, создавались для выполнения особо ответственных боевых задач; начальствующий состав такой армии получал полуторный, а рядовой двойной оклад содержания, как это было установлено для гвардейских дивизий. —
В 16-й армии, располагавшей на момент перехода в контрнаступление наибольшим количеством артиллерийских средств, стрелковые соединения получили несколько большее артиллерийское усиление: группа Ф. Т. Ремизова (145-я танковая бригада с 282-м стрелковым полком) была усилена 523 пап и 37 огмд; 7-я гвардейская стрелковая дивизия — 28 огмд и 863 птап; 354-я стрелковая дивизия — 39 пап и 26 огмд; 8-я гвардейская стрелковая дивизия — 2 и 3/138 пап, 2/358 ап, 296 птап, 35 огмд, 2/14 гмп; 18-я стрелковая дивизия — 1/138 пап, 31 огмд; 9-я гвардейская стрелковая дивизия — 471 пап, 610 и 871 птап, 2, 16 и 17 огмд. Кроме того, наступление частей армии поддерживал 544-й гаубичный полк большой мощности, имевший 18 203-мм гаубиц из состава артиллерии Московской зоны обороны.
В стрелковых дивизиях создавались артиллерийские группы АПП (АПП — артиллерия поддержки пехоты. —
Кроме групп артиллерийской поддержки пехоты в 9-й гвардейской дивизии была создана группа артиллерии дальнего действия в составе двух дивизионов 471 пап РГВК с задачей подавления артиллерии и резервов противника в полосе наступления дивизии.
Приданные стрелковым соединениям артиллерийские противотанковые полки в состав артиллерийских групп не включались и использовались для создания противотанковой обороны в глубине и закрепления достигнутых рубежей.