虽说第16集团军的部队，只用了几个小时，就成功地夺取了沃洛科拉姆斯克南面的外围阵地；在接下来的几天时间里，又陆续地夺取了几个居民点，但要想夺取这座城市，依旧是一件不容易的事情。
当近卫骑兵第2军的部队，迂回到沃洛科拉姆斯克的西面，切断了德军的退路和补给线以后，刚刚划给第16集团军指挥的步兵第322师，就马上对城里的德军进行了几次小规模的试探进攻，并一度占据了城南的两条街道。但由于德军的顽强防御和疯狂反扑，第322师被德军从城里赶了出来，被困在城里的一个连，在经过一天一夜的激烈战斗后，除了几名重伤员被俘外，剩下的指战员全部壮烈牺牲。
这几次小规模的进攻，主要目地是为了搞清楚德军的防御情况，并借以判断出他们的抵抗的决心。经过这几次的试探，罗科索夫斯基心里很明白，城里的德军虽然陷入了自己的包围之中，但他们的战斗意志很顽强，绝对不会轻易放下武器向自己投降，因此他开始有计划地在城南方向集结坦克和大炮，准备采取强攻的方式，从这里打开突破口。
12月24号白天，罗科索夫斯基命令部署在城东的步兵第323师，在一个坦克营的掩护下，首先向沃洛科拉姆斯克发动了进攻。但由于在这一地区，德军构筑有坚固的防御工事，苏军的进攻很快就以失败告终。
城东进攻失利的消息传来后，罗科索夫斯基立即将卡扎科夫、奥廖尔叫到面前，对两人说道：“两位指挥员同志，城里的德军有坚固的防御工事和顽强的战斗意志，看来我们只能动用重炮和坦克强攻才能冲进城里。”
卡扎科夫望着罗科索夫斯基问道：“司令员同志，您下命令吧，我的炮兵早就准备就绪，随时可以对城南的德军防线实施炮击。只要将德国人隐蔽和御寒用的房屋统统摧毁，他们就会因为没有隐蔽之处，而被迫放下武器向我们投降。”
奥廖尔等卡扎科夫一说完，也接着说道：“司令员同志，就算炮兵不能将敌人全部消灭，等我们的坦克冲进城里后，也能将那些负隅顽抗的德国佬碾得粉碎。”
见手下的两位指挥员如此有信心，罗科索夫斯基欣慰地点了点头，随后吩咐道：“好了，你们立即给炮兵和坦克部队下达作战命令吧。”他抬手看了看表，补充说，“我们将在二十分钟后，对德军的防御阵地实施炮击。”
等两位指挥员去向部队下达命令时，马利宁有些担忧地问道：“司令员同志，沃洛科拉姆斯克城内的建筑物，大多数是石质建筑，前段时间在遭受德军轰炸和炮击的情况下，都有半数的建筑保存了下来。如今我们能动用的重炮很少，凭借现有的火炮，真的能将敌人藏身的建筑物都摧毁吗？”
“如果炮兵不能摧毁城里的建筑，我可以请求空军出动。”罗科索夫斯基胸有成竹地说：“我相信炮兵和空军轮流上阵，足以摧毁德军的防御。”见罗科索夫斯基如此有信心，马利宁也不好再说什么，只能继续去忙自己的工作。
在苏军的密集炮火打击下，炮击区域内的建筑物接二连三地倒塌，不少躲在建筑物里的德国兵，也被埋在了废墟里。
炮火准备一结束，苏军的两个师，便同时从东、南两个方向，朝城市里的守军发起了进攻。因为参与进攻的部队，不是罗科索夫斯基的嫡系，所以他们采取进攻的模式十分刻板，指战员们穿着醒目的土黄色棉军服，在皑皑白雪中排着密集的队形，端着枪一味的向前猛冲，这种自杀式的冲锋，使得德军能够躲在阵地里，从容地进行点射和扫射。
在前面开路的坦克，因为冲得太靠前，和步兵拉开了距离，结果成为了躲在废墟里的反坦克手的靶子。随着越来越多的坦克，被德军摧毁，失去了坦克掩护的步兵，更加成为了德军猎杀的靶子。
战斗进行了半个小时，苏军在战场上扔下了十几辆燃烧的坦克，以及几百具战士的遗体后，灰溜溜地退回了进攻出发点。
罗科索夫斯基在指挥部里看到这种情形后，立即让马利宁下达了暂停进攻的命令，并将两位师长叫到了自己的指挥部。等两名师长一走进指挥部，就挨了罗科索夫斯基的一顿臭骂，他拍着桌子怒斥两人说：“……你们知不知道用这种呆板的战术，向城里的德军发起进攻，会付出多大的代价？”
一名师长等罗科索夫斯基说完后，小心翼翼地问自己辩解说：“司令员同志，我们平时就是这样训练的，由于指战员大多装备的是步枪，保持密集的队形能确保火力的密度。”
“胡说八道！”罗科索夫斯基听到这位师长这么说，恨不得立即一巴掌扇到对方的脸上。但他考虑到自己的身份，还是努力控制着自己的情绪，用手指着对方说道：“在通往城市的道路上积雪过深，指战员们前进的速度本来就慢，你们还让那么多人挤在一起，那不是给德国人当靶子吗？他们一梭子子弹打过来，至少能放倒你们五六个人……不行，仗不能按你们这种打法，再这样打下去，就算你们的人都死光了，也冲不进城……参谋长。”
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