1941年11月德軍發動了旨在攻占莫斯科的「颱風作戰」行動，但攻勢在嚴酷的冬天及來自西伯利亞的紅軍預備隊前很快停滯了。德軍的進攻剛剛停止，就遭到了蘇軍的大舉反攻。蘇軍的坦克和騎兵一路向西推進，迂迴到撤退中的德軍部隊的側翼並形成包圍。已經不是大規模的德軍被包圍在口袋裡了，而是大量的團，師甚至軍一級的德軍主力部隊。這些部隊是從莫斯科的大門口撤退回來的，很快這樣的戰術退卻就演變成了一場戰略撤退，並且有可能再次演變成為一場大潰敗。不過局勢在希特勒的一道硬命令下沒有惡化下去，元首命令他的士兵們不許再後退半步，就地轉入抵抗，將部隊配置在一些戰略要地和城鎮周圍使其形成一個個「刺蝟」。這種思想後來形成了所謂「要塞」戰術。
1942年1月8日至4月20日蘇軍實施的春季總攻中，主要由加里寧方面軍和西方面軍在西北方面軍和布良斯克方面軍配合下實施勒熱夫—維亞茲馬進攻戰役。西北方面軍左翼軍隊3個方面軍，為配合加里寧方面軍和西方面軍的進攻，合圍了霍爾姆市德軍第218師的大約5000名德軍。2月初，德軍以預備隊4個師加強防禦，阻止了蘇軍的進攻。在2月25日，蘇軍另一隻新銳部隊---由北向拉穆舍沃進攻的近衛步兵第一軍，由有南部進攻的第34集團軍第42步兵旅會合於扎盧奇耶以北地區。在他們身後，德國第2軍和第10軍的一部已經陷於德米揚斯克附近約60公里長的，30公里寬的包圍圈。此次戰役，蘇軍在維捷布斯克方向推進了250餘公里，從南部迂迴了德軍第16集團軍德米揚斯克集團。德第16集團軍第2軍及第10軍一部約12萬人被蘇軍包圍在德米揚斯克地區。
這是自戰爭開始以來陷於合圍的最大規模德國重兵集團。而蘇聯人對包圍這麼多德國人還遠遠沒有準備，甚至在心理上也很難一下子接受。而要一下子吃掉這樣一個強大的重兵集團，對於蘇聯人來說是不可能辦到的：包圍圈裡的精銳德軍可不同於那些倉促上陣的蘇軍士兵。他們都是受到過專門的訓練，實戰經驗豐富的老兵，其中還包括約2萬名足夠頑強，身穿不久前從里加車站送來的冬裝的黨衛軍。
在有充分的通訊工具的的條件下，德國人可以有效的指揮這些部隊依託支撐點來實施頑強的抵抗，而不至於像蘇聯軍隊那樣在包圍圈裡由於通訊中斷被迅速打亂建制。更何況蘇聯人這個時候也沒有足夠的能力實施進一步的穿插，滲透，尤其沒有足夠的裝甲集團來實施分割殲滅德軍。
德軍集中600架，主要是JU-52型飛機，也有一些HE-111之類的飛機向包圍圈內的德軍補給物資。由於天氣寒冷等因素，每天可以出動的飛機只有30%。由於每架飛機一次只能裝載2噸物資，而包圍圈內德軍的需求量每天至少300噸物資，為此需要出動150個架次，不少德國飛行員只好每天出動2-3架次。由於沒有戰鬥機掩護，這些運輸機只能採用20-30架的密集大編隊，以自身的火力抵禦蘇聯戰鬥機的襲擊。而在飛臨包圍圈時，他們還將遭到蘇聯地面火力的猛烈射擊。除了運送物資外，德國運輸機還運走了大量傷員，並在3月份將約10個營的補充兵力送進了包圍圈，其中包括當月投下的400名黨衛隊補充兵，總兵力約12萬人。
得到空運物資保障的德軍繼續在嚴寒中抵抗著蘇軍的進攻，並把所有的戰馬都殺了吃肉。到了當月20日，黨衛軍「骷髏」師已傷亡了12625人，有戰鬥力的兵員只剩下9669人。除了戰鬥傷亡外，嚴寒和開始流行的疾病在這個地區也確確實實讓德國人付出了代價，在1941年11月28日到1942年2月28日，在整個瓦爾代--傑米揚斯克地區，德軍戰死6300人，受傷22500人。而凍傷為2400人，患病31400人。包圍圈外的蘇聯人情況雖然比德國人好一些，但其非戰鬥減員也相當嚴重。在西北方面軍存在的882天中，凍傷了2311人，患病11萬5千人。
為了突出蘇軍的包圍，德軍在3月開始靠向扎盧奇耶以北，部署在這裡的黨衛軍「骷髏」師部隊在師長艾克指揮下充當突圍主力企圖開缺口。包圍圈外，大量從西線和德國本土，以及北方集團軍群其他部隊開來的德軍也趕到了戰場。在1942年1—3月份，編入德軍北方集團軍群第16集團軍的新部隊包括第81步兵師，配屬給第39摩托化軍的第218步兵師第，配屬給第10軍的第5、8輕裝師、第329步兵師。北方集團軍群還從自身的部隊中給第10軍調來了第18摩托化步兵師。
蘇聯人在4月份後以第34集團軍南方軍隊集群為基礎，編組了第53集團軍。兵力包括第22近衛步兵師，第23、130、166、235、241、250、375步兵師。這樣對付包圍圈德軍的蘇軍就有西北方面軍第1突擊集團軍、第11、34、53集團軍。總兵力約23多萬人，裝備坦克300多輛，火炮1000多門。
1942年3月19日，德國人在合圍圈外的舊魯薩地區已經集中5個師。與包圍圈內的德軍兩面對攻，以接應正在包圍圈內突圍的德軍。這次行動被稱為「通道」。4月14日，擁有量新銳部隊的德軍發動了猛烈的進攻。在付出較大損失後，德國援救兵團在4月21日取得了突破，在拉穆舍沃村附近打開了一個寬4公里，長40公里的狹窄通道。當天的戰鬥十分慘烈！4月23日，他們和包圍圈內的德軍取得了接觸，並在4月28日取得聯繫。傑米揚斯克包圍圈內的德國人終於逃了出去。紅軍全殲德軍的一切努力付諸東流。在1942年1月7日到5月20日，紅軍西北方面軍為此付出的代價高達245511人，其中純減員88908人， 傷病156603人。德軍在傑米揚斯克也付出了慘重的代價。
蘇軍殲敵5萬多，繳獲火炮400多門，擊落敵機265架
德軍陣亡0.63萬人，傷2.25萬人；另凍傷0.24萬人，病3.14萬人
蘇軍純減員88908人，傷155603人
德米揚斯克包圍戰，最後以德軍的成功突圍而告終,戰役表現出了德國軍人頑強的作風,以及蘇軍合圍戰役的經驗不足。也是黨衛軍揚名的一戰。其中「骷髏」師只剩下6700人，加上突圍的陸軍部隊也只有14000人。在5月份，他們沿著蘇聯人原來的包圍線外側建立了一條約70公里長的防線，黨衛軍部隊在合圍圈中以頑強的戰鬥成為德軍得以堅持的支柱，使原來對武裝黨衛軍頗為不屑的陸軍部隊刮目相看。