2 февраля передовые части 33-й армии вышли на юго-восточные подступы к Вязьме и завязали бои за город, а 1-й гвардейский кавалерийский корпус 3 февраля прорвался к Вязьме с юга. В 12 км северо-западнее города находился 11-й кавкорпус Соколова. Поскольку к Вязьме практически одновременно вышли войска двух фронтов, логично было бы объединить их действия под единым командованием, что, однако, не было сделано.
В итоге наступление не было увязано ни по распределению задач, ни по времени и месту. Противник, спешно подтянув сюда, кроме пехоты, танки, артиллерию и бомбардировочную авиацию, удержал в своих руках город. Германское командование, отдавая себе отчет, чем грозит потеря Вязьмы, в срочном порядке организовывало на ее подступах оборону, мобилизуя все имевшиеся под рукой силы и средства.
«Несогласованность сроков наступления на Вязьму, — пишет генерал Белов, — не позволила нам использовать элемент внезапности. Больше того, противник получил возможность отражать наступление советских войск по частям, то в одном, то в другом месте, маневрируя своими силами и средствами».
Под Вязьмой завязались ожесточенные бои в весьма трудных условиях для выдвинувшихся туда советских войск, не имевших тяжелой артиллерии, танков, авиационного прикрытия, снабжения. Ценой больших потерь спешенные конники Белова к 6 января овладели опорными пунктами Стогово и Зубово, но дальше продвинуться не смогли. Не получило развития наступление войск 33-й армии. Части 11-го кавалерийского корпуса достигли автострады Вязьма–Смоленск, но воспрепятствовать движению по ней немецких войск им не удавалось.
Наиболее негативную роль сыграло отсутствие организации и взаимодействия между нашими частями. С юго-восточного направления Вязьму обороняли части 5-й танковой, 10-й моторизованной и 516-й пехотной дивизий. На этом направлении оперировали три дивизии генерала Ефремова, пять дивизий Белова, 329-я стрелковая из армии Говорова, 250-й полк майора Солдатова, 8-я воздушно-десантная бригада Онуфриева. Все эти соединения и части выполняли свои персональные задачи и подчинялись своим штабам или непосредственно штабу фронта. Более того, когда генерал Белов предложил создать под Вязьмой общий фронт с войсками Ефремова, исходя из того, что «в этом случае мы смогли бы свободнее маневрировать имевшимися у нас силами. Но и соединиться нам не было разрешено. Штаб фронта дал мне странное указание: «Локтевая связь с пехотой (имелась в виду 33-я армия) вам не нужна (!)». 10 февраля немцы контрударами отбросили корпус Белова на 12–15 км от города.
