1942年11月19日，在蘇聯南方，斯大林格勒戰役進入到關鍵時刻，蘇軍在這天發動了“天王星”大反攻，這一行動将一舉改變整個蘇德戰場甚至整個二戰的局勢，而此時在蘇德戰場中部，蘇軍也将對德國中央集團軍群發動一次進攻，而這次進攻将成為蘇軍名将朱可夫軍旅生涯中最大的一次失敗。
蘇軍步兵發動進攻
勒熱夫突出部是1941年莫斯科戰役結束後德軍控制的地方中最靠近莫斯科的地帶。作為經曆過1941年那段最危險日子的蘇聯最高上司人，斯大林可不希望再來一次莫斯科戰役，為此，他不僅在莫斯科的正面集中了三個方面軍的兵力，還一直要求前線将領尋找機會攻下勒熱夫突出部，徹底消除德軍對莫斯科的威脅。
1942年7月30日，當德軍離斯大林格勒越來越近的時候，蘇軍西方面軍和加裡甯方面軍集中了4個集團軍的兵力開始猛攻勒熱夫突出部，結果激戰到8月23日，蘇軍在付出了減員超過19萬人的巨大代價後仍未能突破德軍的防線，被迫停止了進攻。
德軍的機槍陣地
進入到1942年11月，德軍中央集團軍群經過多日作戰總兵力已經減至77個師（含2個匈牙利師）約120萬人，而與他們對峙的蘇軍西方面軍、加裡甯方面軍以及莫斯科防區的部隊總兵力已經達到189萬人，要是考慮到雙方的技術兵器，那差距就更大了，蘇軍已經完全具備了發動進攻的能力，斯大林認為在斯大林格勒發動反攻的同時，莫斯科方向也應該遙相呼應，這樣既牽制德軍向斯大林格勒增援，也能一勞永逸的解決對莫斯科的威脅。
在斯大林的要求下，此時已經成為蘇聯最高統帥部副統帥的朱可夫大将制定了對德軍中央集團軍群的反攻計劃，代号“火星”，吸取了8月份進攻失利的教訓後，這次朱可夫投入了多達7個集團軍的兵力，其中6個集團軍進攻勒熱夫突出部的西北部，第3突擊集團軍進攻勒熱夫以西的交通樞紐大盧基。按預定計劃，鏟除了勒熱夫突出部西北部之後，進攻的蘇軍還将南下，和南面的蘇軍第3坦克集團軍和第9、10坦克軍等部一起合圍維亞濟馬的德軍第3裝甲集團軍。
研究戰況的朱可夫大将
德軍方面，負責防守勒熱夫突出部西北部的是莫德爾上将指揮的德國第9集團軍，盡管德軍的一個集團軍人數遠比蘇軍的一個集團軍多，但進攻的蘇軍6個集團軍總兵力仍然達到驚人的58萬人，而第9集團軍此時隻有14個師20餘萬人，而在坦克數量上，蘇軍的優勢更加明顯，蘇軍6個集團軍共有1600輛坦克，而德軍第9集團軍隻有265輛坦克。
機場上的莫德爾（中間）
按照計劃，“火星”行動比“天王星”大反攻要晚幾天實施，在此期間，德軍卻已經嚴陣以待，德軍早在11月初就預測蘇軍可能向中央集團軍群發動大規模進攻。德軍前線部隊也越來越多地察覺到“火星”行動即将開始的迹象，特别是有很多蘇聯士兵逃入德軍防線，供述了己方部隊的行動計劃。莫德爾每天都要乘飛機到前線視察，很快得到了這些情報。
分析過這些情報後，11月23日10時20分，莫德爾向所轄部隊下達指令：“根據逃兵供述，蘇聯人将在11月25—26日發起進攻。”德軍的幾支機動部隊都奉命做好戰備。為了守住勒熱夫突出部，在開戰前一天晚上，德軍中央集團軍群司令克魯格元帥決定将第12、第19、第20裝甲師都調到突出部西北側進行防守，其中第19、第20裝甲師由于距離不遠，很快就能抵達。
勒熱夫突出部的德軍陣地一角
朱可夫将6個集團軍大緻分成了4組，在突出部東側中部的瑟喬夫卡地段的是第31突擊集團軍和第20集團軍，而在突出部西側中部的别雷地區部署有第41集團軍，别雷以北是第22集團軍，最後在突出部以北的是第39集團軍（西側）和第30集團軍（東側）。
火星”行動前夕勒熱夫突出部态勢
1942年11月25日，“火星”行動正式開始，由于進攻是在極惡劣天氣下展開的，導緻蘇軍不但無法指望空中支援，從地面上也根本看不清戰場狀況，蘇聯炮兵隻能盲目射擊，炮擊雖然長達90分鐘，可是殺傷效果卻大為減弱，而且德軍對蘇軍的炮擊戰術已經相當熟悉，能夠在蘇聯人開炮前就撤離前哨陣地，躲入二線陣地或側後的碉堡内。
德國人也知道，一旦蘇聯火箭炮齊射的尖叫聲傳來，就意味着炮擊将停止，蘇聯步兵即将開始突擊。這時德軍就會傳回前哨陣地，用機槍和炮火迎擊蘇聯步兵。運用這種戰術，德軍可以在猛烈炮火下把傷亡降低到最低限度，保持全副戰力守住陣地。朱可夫也發現，德軍把陣地修築在難以觀察的地形上，德軍官兵還能躲入高地反斜面和峽谷。蘇軍難以用炮火破壞這一陣地體系。
蘇軍在雪野上遭到德軍炮擊
雖然炮擊沒有取得預期效果，但蘇軍步兵和坦克還是開始沖鋒，德軍先以零星的火炮和輕武器對先鋒蘇軍射擊，等大股蘇軍趕到時，再集中所有炮火猛烈射擊，炮彈落入蘇軍隊形，頓時血肉橫飛，還有很多蘇軍士兵和坦克陷入碎裂的冰河，被活活凍死或淹死，但蘇軍憑借數量優勢，還是逐漸逼近甚至闖入德軍陣地。
在突出部東側的瑟喬夫卡地段，蘇軍第20集團軍成功在德軍防線上撕開了一個口子，甚至逼近了德軍第78步兵師指揮所，迫使第5裝甲師派出2個裝甲步兵營前去增援，莫德爾還授權可動用第1裝甲師的坦克第2營投入作戰。而蘇軍這邊，西方面軍司令科涅夫上将急于擴大戰果，他在第二天就投入第6坦克軍進入突破口，但由于突破口太小，導緻蘇軍部隊都擁擠在兩條狹窄的道路上，被德軍炮火造成驚人的傷亡，26日上午，德軍第5裝甲師向蘇軍先頭部隊展開反擊，成功遏制住了蘇聯人的前進勢頭。
德軍的75毫米反坦克重炮
進攻的蘇軍陷入了進退兩難的境地，但朱可夫和科涅夫都不願意就此放棄，依然指令第6坦克軍繼續前進，務必盡快切斷勒熱夫—瑟喬夫卡公路，但事态的發展卻已不受蘇聯人掌控。11月27日早晨，蘇軍第6坦克軍報告說由于沒有後援和物資供應，無法展開下一步行動，而德軍此時已經投入了作為預備隊的第9裝甲師，11月27—28日，德軍開始兵分兩路擠壓德軍的突破口，深入敵陣的蘇第6坦克軍和近衛第2騎兵軍先鋒被打了一個暈頭轉向，幾乎被切斷後路。
投入反擊的德軍裝甲部隊
在西側的别雷地段，蘇軍第41集團軍以第1機械化軍為先頭，成功打開了一個突破口，到第三天，這個突破口已經擴充到20公裡深度，但此時，克魯格調來的3個裝甲師中已經有2個到達戰場，11月27日，德軍第1裝甲師主力展開反擊，使蘇軍第41集團軍被迫暫時停止了進攻，到12月7日，德軍已經集中了4個裝甲師、1個步兵師、1個騎兵師分三路猛攻蘇軍第41集團軍，僅一天功夫，德軍就已經初步切斷了4萬多名蘇軍的退路。
在瑟喬夫卡地段，突入卻被反包圍的蘇軍第6坦克軍和近衛第2騎兵軍一部成功突出包圍圈，但第20步兵師和第6摩化旅、第200坦克旅仍被德軍圍困着，到12月11日了，德軍基本肅清了被圍蘇軍，在此之前，克魯格又從南部調來了第2裝甲師增援，這樣德軍就有了第2、第5、第9共3個裝甲師來遏制蘇軍第20集團軍的攻勢。本來德軍隻有265輛可用坦克，經過這一系列增援，德軍可用坦克超過了500輛，朱可夫事後承認，自己根本沒想到德軍能在這麼短的時間内調來這麼多的援軍。
但蘇軍還不甘心失敗，第20集團軍雖然已被德軍殲滅了一部分，但依然在德軍第27軍和第39裝甲軍的結合部奪取了一塊前進陣地，蘇軍決定利用這塊陣地再努力一次。12月8日，朱可夫給西方面軍和加裡甯方面軍下達了繼續進攻的指令，要求在12月20日攻占别雷，12月23日占領勒熱夫。
12月11日早晨9時，蘇軍第20集團軍在猛烈炮火掩護下再度發起猛攻，蘇軍這次集中了9個步兵師，由第6坦克軍殘部和第5坦克軍支援，由于此前傷亡慘重，第20集團軍隻剩下了8萬多人，而防守的德軍大約4到5萬人，擁有100多輛坦克。
在迫擊炮掩護下進攻的蘇聯步兵
朱可夫強行發動的這次進攻注定會失敗，因為蘇聯人始終沒辦法破壞德軍的火力配置，當數以萬計的蘇聯步兵躍出戰壕的幾乎同時，德軍的還擊炮火就鋪天蓋地而來，接近戰場的蘇軍第5坦克軍也落入火力陷阱，損失慘重。沒過多久，整個戰場上就全是被燒毀的坦克、火炮以及燒焦的屍體。
蘇軍的進攻持續了幾天，除了招緻巨大傷亡外，蘇軍收獲甚微。第5坦克軍在12月17日這一天就損失了48輛坦克，而從11月25日到12月18日，蘇軍第20集團軍陣亡、受傷、失蹤的人數達到了5.7萬人，第20集團軍同期隻抓到265個俘虜。為了頂住蘇軍的進攻，德軍傷亡也不小，比如第5裝甲師，在10天内損失了1640人、30輛坦克。
德軍的冬季陣地
在别雷方向，雖然朱可夫要求在12月20日占領别雷，可是蘇第41集團軍甚至都無力救出被包圍的第1機械化軍和第6步兵軍，更别談進攻了。大戰8天後，到12月16日，蘇軍殘部在第1機械化軍長索洛馬京少将帶領下突圍回到第41集團軍陣地，第1機械化軍原有15200人，突圍出來的隻有4000人，而第6步兵軍的損失更大。
主攻的第20集團軍和第41集團軍都被打殘了，朱可夫無計可施，隻得在12月20日下令停止進攻轉入防禦（第39、30集團軍的攻勢拖延到12月23日），到12月24日，對勒熱夫突出部的進攻全面停止，蘇軍對勒熱夫突出部的攻勢又一次以失敗告終。蘇軍此戰傷亡達到20萬人，還有4662人被俘，而德軍第9集團軍隻損失了2.87萬人，蘇德雙方傷亡比達到7：1！用6個集團軍進攻1個集團軍，還落得如此下場，這絕對是朱可夫軍事生涯中最大的失敗。
雖然對勒熱夫突出部的進攻失敗了，但“火星”行動也并不是一無所獲，由于要支援勒熱夫突出部，導緻德軍在大盧基的防禦薄弱，蘇軍第3突擊集團軍趁機把這裡的7500名德軍給包圍了，雖然德軍調集了大量部隊前來解圍，但蘇軍依然在1943年1月14日攻占大盧基，7500名德軍隻有186人逃出生天，這也是蘇軍第一次全殲德軍大型守備隊據守的要塞據點，為此蘇軍付出了超過10萬人傷亡的代價。
“火星”行動至此全部結束，蘇軍雖然沒有到達預定的目标，但是牽制了中央集團軍群的大量德軍，使其無法南下增援B集團軍群，保證了斯大林格勒戰役的勝利。