Советские солдаты отбивают по несколько танковых атак в день. Это даёт возможность Галицкому подтянуть и ввести в бой резервы, пробить брешь в обороне противника и выйти на рубеж севернее Новосокольников. В результате немцы не смогли пробиться к Великим Лукам с северо-запада, что создало условия для окружения немецкого гарнизона, засевшего в городе. Советские стрелковые дивизии сходящимися клиньями наступали севернее и южнее Великих Лук.
28 ноября 1942 года их передовые отряды соединились на западной окраине города. Войска Красной армии блокировали части 83-й дивизии вермахта, которая считалась одним из самых боеспособных соединений группы армии "Центр".
83-я немецкая пехотная дивизия была одной из самых лучших. В нее входили бойцы 1921-1923 года рождения и почти все из них прошли всю войну на востоке, имели ленточку за зиму 1941-1942 в России. Это, так называемая восточная медаль, считалась в немецкой армии одной из самых почетных наград. Теперь элитная дивизия вермахта посылала в штаб Клюге радиограммы с просьбой о помощи. Немцы пытались пробиться из окружения, но, понеся ощутимые потери, отошли на исходные позиции.
29 ноября 1942 года Совинформбюро сообщает о полном окружении противника в районе Великих Лук. Эту новость передают в тотчас после другой, ещё более важной, об успехах советских войск под Сталинградом. Оно вызвало огромное воодушевление. Войны, выступая на митингах, заявляли о готовности вступить в бой с немецко-фашистскими захватчиками и быть такими же стойкими защитниками Родины, как герои Сталинграда. Новости с фронтов поднимают боевой дух солдат, они рвутся в бой.
Галицкому теперь нужно переходить ко второму этапу операции – штурмовать Великие Луки. В советско-финскую войну он отличился на линии Маннергейма, был награждён орденом Красного Знамени, но пригодится ли этот опыт в другой, уже Второй мировой войне?
29 ноября 1942 года фон Клюге отдает приказ деблокировать, окружённый в Великих Луках, гарнизон. В наступление идут три, хорошо подготовленные, дивизии, которые насчитывают 300 танков и 25 тысяч человек. Спасение гарнизона – не основная цель, немцы стремятся вернуть контроль над стратегическим узлом коммуникаций. Генерал Галицкий пытается сковать продвижение противника. Он вводит в бой резервы 5-го армейского корпуса. С земли пехоту прикрывают «Катюши», с воздуха – авиация. С воздуха понеслись реактивные снаряды, это были те же самые "Катюши", только подвешенные к крыльям самолётов. Взрываясь, они охватывали цели багровым пламенем, над которым вздымался густой коричневый дым. Зрелище внушительное и для врага гибельное.
К 5-ому декабря 1942 года немцы, хоть и с крупными потерями, но всё же продвинулись на 3 километра. Стороны разделяло всего несколько десятков метров. Применять авиацию и артиллерию нельзя, можно накрыть своих. На передний край в цепи пехоты выдвинулась сводная рота ампуломётов.
По команде рота дала залп. За десять минут расчеты выпустили по противнику почти 70 ампул, сжигая огневые точки и бронетехнику. Уцелевшие немецкие солдаты начали беспорядочно отходить. В это время красноармейцы поднялись в контратаку. Они отбросили противника на 1,5 километра. Галицкому удалось стабилизировать линию фронта и создать условия для штурма Великих Лук.
Начало штурма Великих Лук генерал Галицкий назначает на 6 декабря 1942 года. Центральный участок обороны немцев – старая крепость.
Гитлеровцы считали Великолукскую крепость неприступной. Сразу за валом фашисты установили проволочные заграждения, минные поля и противотанковые ежи. Для организации обороны, противник использовал всё, что было возможно, в том числе суровую русскую зиму. Скаты и без того высокого вала гитлеровцы каждую ночь обливали водой, чтобы советские бойцы не могли по нему забираться в случае штурма.
Перед самым наступлением, командующий 3-й ударной сосредоточил у Великих Лук подразделения ампуломётов. Недалеко от линии фронта огромное количество ампул заполнили горючей смесью и привезли на линию соприкосновения. В задачу ампуломётных рот прежде всего входила поддержка пехоты во время штурма. Чтобы прорвать сильно укреплённую оборонительную полосу фашистов, в Великих Луках формируют особые штурмовые группы, состоящие из сапёров, пулеметчика, снайпера, взвода стрелков и расчета ампуломётчиков.
6 декабря 1942 г. в 7:00 по немецким позициям открывает огонь дальнобойная артиллерия и миномёты. В это время, на расстояние выстрела выдвигаются сводные отряды ампулометчиков. Не позволяя фашистам опомниться, они ведут шквальный огонь по дзотам, пунктам управления переднего края. За пару часов на крепость обрушилось свыше полутора тонн горючей жидкости. Немецкие солдаты спешно оставляют позиции и отходят вглубь города. С востока советские штурмовые отряды проникают в крепость, ампуломётчики выпускают один заряд за другим.
К полудню они выбивают противника из северо-западной части, надёжно закрепляются на захваченных позициях. В образовавшуюся брешь, идут в атаку стрелковые батальоны. Пехоту прикрывает взвод ампуломётов старшего лейтенанта Старкова. Метким огнём они уничтожают несколько дзотов, танк и 2 орудия. Противник упорно обороняется, переходит в контратаки. Бой идёт за каждое здание и каждый этаж.
Штурмовой отряд майора Рыжкова, пользуясь замешательством немцев, форсирует Ловать, пробивает брешь в обороне противника и врывается в окрепроем. Продвигаются и остальные подразделения. Штурм крепости продолжается 10 дней. В конце концов гитлеровцам ничего не оставалось, как капитулировать. Листовки с призывом сложить оружие и сдаться советское командование также разбрасывает над головами противника используя ампуломет..
На рассвете 16 января 1943 года над Великолукской крепостью поднят красный флаг. Галицкий доложил в штаб Калининского фронта об успешном завершении наступательной операции.
Советские войска полностью контролировали важный железнодорожный узел. Сражение за старинный русский город имело ещё одно важное значение: эта операция смогла обеспечить сковывание до 10 дивизий противника на центральном участке фронта. И, кроме того, где-то около 6 дивизий гитлеровского командования пришлось бросить на усиление войск, оборонявших Великие Луки и Новосокольники.
