А здесь, на севере, Ставка готовила Демянскую наступательную операцию. 34-й армии в ней отводилась роль главного фронтового объединения в окружении и уничтожении войск противника на Демянском выступе. Новая армия Берзарина перед атакой на Демянский выступ располагала следующими силами: пять стрелковых дивизий, противотанковый артиллерийский полк и отдельный танковый батальон. Перед началом операции из фронтового резерва выделили усиление. На день начала наступления 34-я армия, пополненная и усиленная резервами, при численном составе 36 700 человек располагала 22 танками, 368 орудиями и миномётами (из них 105 орудий калибра 76-мм и крупнее).

Против пяти дивизий 34-й армии только в 1-м эшелоне стояли четыре дивизии противника. Они занимали основательно оборудованную полосу опорных пунктов с промежуточными позициями, между которыми всё просматривалось и простреливалось. Кругом лес, болота, снега по грудь, в которых застревали даже тяжёлые танки.

Берзарин, согласно плану операции, двинул вперёд правый фланг с задачей прорвать оборону на участке железной дороги Старая Русса — Валдай. Через два дня вперёд пошли дивизии левого крыла. 241-я стрелковая дивизия по льду перешла озеро Селигер, сбила противника с побережья, вышла к крупным опорным пунктам, охватила их, но взять не смогла. То же самое происходило на правом фланге. К концу января наступление заглохло в мёрзлых снегах Валдая. Ставка подбросила резервы: стрелковую дивизию, семь стрелковых бригад и три лыжных батальона. Эти силы были распределены по флангам, где шло наступление. Кроме того, на одно из направлений вперёд выдвинули стрелковый корпус фронтового подчинения. Корпус и части 34-й армии, наступая вдоль шоссе Старая Русса — Залучье через Рамушево, к концу февраля в районе Залучье замкнули, наконец, кольцо вокруг немецкой группировки. Целый месяц, до 20 марта, армия продолжала безуспешные попытки взять окружённый Демянск, дожать немецкую группировку, но ничего не вышло. Одновременно, каждая на своём участке, окружённых атаковали 11-я, 3-я ударная, а потом и 4-я ударная армии. Безрезультатно.

Кто же, несмотря на атаки, удерживал Демянский «котёл»? Шесть дивизий. Весь II армейский корпус вместе со своим полевым управлением во главе с графом Вальтером фон Брокдорф-Алефельдом. Всего около 90 тысяч человек, в том числе дивизия СС «Мёртвая голова». Таким образом, в Демянском «мешке» оказалась достаточно крупная и сильная немецкая группировка. И уничтожить её никак не получалось.

Гитлер категорически запретил фон Брокдорфу эвакуировать Демянский плацдарм. Ежедневно в «котёл» 100–150 транспортных самолётов доставляли до 250 тонн грузов. Кроме того, каждый транспорт доставлял взвод солдат подкрепления. Назад вывозили раненых, обмороженных и больных. Морозы стояли лютые. Наши истребители редко появлялись в небе, оно безраздельно принадлежало люфтваффе. Но иногда над Демянском и Старой Руссой, над позициями противостоящих сторон вспыхивали воздушные бои. В одной из таких схваток был сбит Як-1 старшего лейтенанта Алексея Маресьева.

Для деблокады «котла» немецкое командование сформировало с внешней стороны группировку войск под командованием генерал-лейтенанта Вальтера фон Зейдлица-Курцбаха, перед которой была поставлена задача пробить коридор к окружённым. И это ей удалось 2 мая 1942 года.

После войны фон Зейдлиц-Курцбах, который попал в советский плен под Сталинградом через год после своего триумфа в районе Демянска, в одном из интервью признался: «Моя группа билась на протяжении месяца. Людей и техники мы потеряли порядочно. Но мне из Франции и Дании подбросили подкрепления. В ходе операции я получил 36 батарей разных калибров, 181 противотанковую пушку.