1941年11月德军发动了旨在攻占莫斯科的“台风作战”行动，但攻势在严酷的冬天及来自西伯利亚的红军预备队前很快停滞了。德军的进攻刚刚停止，就遭到了苏军的大举反攻。苏军的坦克和骑兵一路向西推进，迂回到撤退中的德军部队的侧翼并形成包围。已经不是大规模的德军被包围在口袋里了，而是大量的团，师甚至军一级的德军主力部队。这些部队是从莫斯科的大门口撤退回来的，很快这样的战术退却就演变成了一场战略撤退，并且有可能再次演变成为一场大溃败。不过局势在希特勒的一道硬命令下没有恶化下去，元首命令他的士兵们不许再后退半步，就地转入抵抗，将部队配置在一些战略要地和城镇周围使其形成一个个“刺猬”。这种思想后来形成了所谓“要塞”战术。
1942年1月8日至4月20日苏军实施的春季总攻中，主要由加里宁方面军和西方面军在西北方面军和布良斯克方面军配合下实施勒热夫—维亚兹马进攻战役。西北方面军左翼军队3个方面军，为配合加里宁方面军和西方面军的进攻，合围了霍尔姆市德军第218师的大约5000名德军。2月初，德军以预备队4个师加强防御，阻止了苏军的进攻。在2月25日，苏军另一只新锐部队---由北向拉穆舍沃进攻的近卫步兵第一军，由有南部进攻的第34集团军第42步兵旅会合于扎卢奇耶以北地区。在他们身后，德国第2军和第10军的一部已经陷于德米扬斯克附近约60公里长的，30公里宽的包围圈。此次战役，苏军在维捷布斯克方向推进了250余公里，从南部迂回了德军第16集团军德米扬斯克集团。德第16集团军第2军及第10军一部约12万人被苏军包围在德米扬斯克地区。
这是自战争开始以来陷于合围的最大规模德国重兵集团。而苏联人对包围这么多德国人还远远没有准备，甚至在心理上也很难一下子接受。而要一下子吃掉这样一个强大的重兵集团，对于苏联人来说是不可能办到的：包围圈里的精锐德军可不同于那些仓促上阵的苏军士兵。他们都是受到过专门的训练，实战经验丰富的老兵，其中还包括约2万名足够顽强，身穿不久前从里加车站送来的冬装的党卫军。
在有充分的通讯工具的的条件下，德国人可以有效的指挥这些部队依托支撑点来实施顽强的抵抗，而不至于像苏联军队那样在包围圈里由于通讯中断被迅速打乱建制。更何况苏联人这个时候也没有足够的能力实施进一步的穿插，渗透，尤其没有足够的装甲集团来实施分割歼灭德军。
德军集中600架，主要是JU-52型飞机，也有一些HE-111之类的飞机向包围圈内的德军补给物资。由于天气寒冷等因素，每天可以出动的飞机只有30%。由于每架飞机一次只能装载2吨物资，而包围圈内德军的需求量每天至少300吨物资，为此需要出动150个架次，不少德国飞行员只好每天出动2-3架次。由于没有战斗机掩护，这些运输机只能采用20-30架的密集大编队，以自身的火力抵御苏联战斗机的袭击。而在飞临包围圈时，他们还将遭到苏联地面火力的猛烈射击。除了运送物资外，德国运输机还运走了大量伤员，并在3月份将约10个营的补充兵力送进了包围圈，其中包括当月投下的400名党卫队补充兵，总兵力约12万人。
得到空运物资保障的德军继续在严寒中抵抗着苏军的进攻，并把所有的战马都杀了吃肉。到了当月20日，党卫军“骷髅”师已伤亡了12625人，有战斗力的兵员只剩下9669人。除了战斗伤亡外，严寒和开始流行的疾病在这个地区也确确实实让德国人付出了代价，在1941年11月28日到1942年2月28日，在整个瓦尔代--杰米扬斯克地区，德军战死6300人，受伤22500人。而冻伤为2400人，患病31400人。包围圈外的苏联人情况虽然比德国人好一些，但其非战斗减员也相当严重。在西北方面军存在的882天中，冻伤了2311人，患病11万5千人。
为了突出苏军的包围，德军在3月开始靠向扎卢奇耶以北，部署在这里的党卫军“骷髅”师部队在师长艾克指挥下充当突围主力企图开缺口。包围圈外，大量从西线和德国本土，以及北方集团军群其他部队开来的德军也赶到了战场。在1942年1—3月份，编入德军北方集团军群第16集团军的新部队包括第81步兵师，配属给第39摩托化军的第218步兵师第，配属给第10军的第5、8轻装师、第329步兵师。北方集团军群还从自身的部队中给第10军调来了第18摩托化步兵师。
苏联人在4月份后以第34集团军南方军队集群为基础，编组了第53集团军。兵力包括第22近卫步兵师，第23、130、166、235、241、250、375步兵师。这样对付包围圈德军的苏军就有西北方面军第1突击集团军、第11、34、53集团军。总兵力约23多万人，装备坦克300多辆，火炮1000多门。
1942年3月19日，德国人在合围圈外的旧鲁萨地区已经集中5个师。与包围圈内的德军两面对攻，以接应正在包围圈内突围的德军。这次行动被称为“通道”。4月14日，拥有量新锐部队的德军发动了猛烈的进攻。在付出较大损失后，德国援救兵团在4月21日取得了突破，在拉穆舍沃村附近打开了一个宽4公里，长40公里的狭窄通道。当天的战斗十分惨烈！4月23日，他们和包围圈内的德军取得了接触，并在4月28日取得联系。杰米扬斯克包围圈内的德国人终于逃了出去。红军全歼德军的一切努力付诸东流。在1942年1月7日到5月20日，红军西北方面军为此付出的代价高达245511人，其中纯减员88908人， 伤病156603人。德军在杰米扬斯克也付出了惨重的代价。
苏军歼敌5万多，缴获火炮400多门，击落敌机265架
德军阵亡0.63万人，伤2.25万人；另冻伤0.24万人，病3.14万人
苏军纯减员88908人，伤155603人
德米扬斯克包围战，最后以德军的成功突围而告终,战役表现出了德国军人顽强的作风,以及苏军合围战役的经验不足。也是党卫军扬名的一战。其中“骷髅”师只剩下6700人，加上突围的陆军部队也只有14000人。在5月份，他们沿着苏联人原来的包围线外侧建立了一条约70公里长的防线，党卫军部队在合围圈中以顽强的战斗成为德军得以坚持的支柱，使原来对武装党卫军颇为不屑的陆军部队刮目相看。