Противник у советских войск в «Марсе» был тот же, что и в предыдущих сражениях за Ржев, — 9-я армия под командованием генерал-полковника Вальтера Моделя. Периметр Ржевского выступа на 15 ноября 1942 г. обороняли (Kriegstagebuch des OKW. 1.Januar 1942 — 31.December 1942. Zweiter Halbband. Band 2. S.1388): VI армейский корпус (2-я авиаполевая, 7-я воздушно-десантная и 197-я пехотная дивизии), XXXXI танковый корпус (330-я и 205-я пехотные дивизии, полк 328-й пехотной дивизии), XXIII армейский корпус (246, 86, 110, 253-я и 206-я пехотные дивизии, полк 87-й пехотной дивизии и полк 10-й моторизованной дивизии), XXVII армейский корпус (95, 72, 256, 129, 6-я и 251-я пехотные дивизии, два полка 87-й пехотной дивизии), XXXIX танковый корпус (337, 102-я и 78-я пехотные, 5-я танковая дивизия). Кроме того, в подчинении штаба 9-й армии находились: две моторизованные дивизии (14-я и «Великая Германия»), 1-я и 9-я танковые дивизии, танковый батальон 11-й танковой дивизии (37 танков), 1-я кавалерийская дивизия СС. К моменту начала операции «Марс» в первой линии из подвижных соединений в попавших под удар корпусах немцев была только 5-я танковая дивизия. Но и она находилась в процессе смены на 78-ю пехотную дивизию. Это позволило Моделю держать в своих руках достаточно сильный подвижный резерв для парирования советского наступления.
Данные, предоставленные немцам агентом «Максом», были общего характера, поэтому, несмотря на ожидание советского наступления, точных направлений ударов они не знали. В приказе по 9-й армии № 5562 от 16 ноября 1942 г. высказывались предположения о направлении ударов: «Наступление, возможно, будет осуществляться с двух сторон против северного фланга 9-й армии — с востока на Сычевку и из района юго-западнее Зубцова, а также с запада на Белый». Поэтому каждому корпусу предписывалось, во-первых, быть в готовности к отражению наступления на своем участке, а во-вторых, подготовить силы для переброски на соседние участки. В роли последних выступали усиленные гренадерские полки, которые предписывалось выделить большинству пехотных дивизий. Общим принципом было закрепление за каждым корпусом танковой или моторизованной дивизии. Больше всего сил выделялось XXXIX танковому корпусу. Он располагал для отражения наступления 5-й и 9-й танковми дивизиями, а также часть 1-й танковой дивизии. Оборонявший район Ржева XXVII корпус мог использовать 14-ю моторизованную дивизию, а в критической ситуации — части 5-й танковой дивизии. Находившийся на «макушке» Ржевского выступа XXIII корпус мог распоряжаться двумя моторизованными дивизиями — 14-й и «Великая Германия». Направленный на оборону Белого XXXXI танковый корпус мог рассчитывать на помощь полка 10-й моторизованной дивизии, частей «Великой Германии», 1-й танковой дивизии и кавалерийской дивизии СС. 20-я танковая дивизия (переданная из резерва ГА «Центр») находилась в резерве VI корпуса в районе Велижа и Старицы. Как мы увидим позднее, этот наряд сил для большинства корпусов оказался недостаточным.
Почти все танковые соединения 9-й армии участвовали в летних боях в районе Ржева и понесли существенные потери. Танковый полк «Великой Германии» на 18 ноября 1942 г. насчитывал 7 Pz.II, 1 Pz.III с 50-мм короткоствольной пушкой, 7 Pz.IV с 75-мм 24-калиберным орудием, 12 Pz.IV с длинноствольной пушкой и 3 командирские машины. Возглавлявшаяся в ходе всех сражений за Ржев генерал-лейтенентом Вальтером Крюгером 1-я танковая дивизия была осенью 1942 г. настоящим «зоопарком» боевых машин, состоявших на тот момент на вооружении немецкой армии. Дивизия отдала перед началом летнего наступления один свой батальон в 16-ю моторизованную дивизию и участвовала в «Марсе» в однобатальонном составе. На 18 ноября 1942 г. она насчитывала боеготовыми: 3 Pz.II, 7 Pz.38(t), 16 Pz.III с 50-мм короткоствольной пушкой, 8 Pz.III с 50-мм длинноствольной пушкой, 6 Pz.III с 75-мм 24-калиберным орудием, 5 Pz.IV с 75-мм 24-калиберным орудием, 6 Pz.IV с длинноствольной пушкой и 4 командирские машины. Танки Pz.38(t) не состояли первоначально на вооружении дивизии и были благоприобретенной на Восточном фронте бронетехникой. Оказавшаяся под ударом 20-й армии 5-я танковая дивизии генерал-майора Эдуарда Меца лишь слегка уступала по разнообразию танкового парка 1-й танковой дивизии. Танковый полк этого соединения никто не прореживал для усиления войск ГА «Юг» и она действовала в двухбатальонном составе. На 18 ноября в 5-й танковой дивизии насчитывалось боеготовыми 15 Pz.II, 23 Pz.III с 50-мм короткоствольной пушкой, 10 Pz.III с 50-мм длинноствольной пушкой, 7 Pz.III с 75-мм 24-калиберным орудием, 10 Pz.IV с 75-мм 24-калиберным орудием, 6 Pz.IV с длинноствольной пушкой, 7 командирских машин. Основным оперативным резервом армии Моделя была 9-я танковая дивизия генерал-майора Вальтера Шеллера, единственное немецкое подвижное соединение с тремя батальонами в танковом полку из участвовавших в «пятом сражении за Ржев». На ту же дату, что и в двух вышеперечисленных соединениях, в ней числилось боеготовыми 26 Pz.II, 30 Pz.III с 50-мм короткоствольной пушкой, 32 Pz.III с 50-мм длинноствольной пушкой, 7 Pz.IV с 75-мм 24-калиберным орудием, 5 Pz.IV с длинноствольной пушкой, 2 командирские машины. Одним словом, принявшие наиболее активное участие в боях под Ржевом немецкие танковые соединения не были на тот момент лучшими в вермахте. Основным их преимуществом была подвижность. Фактически танковые соединения стали средством быстрого перемещения пехоты и артиллерии на угрожаемые участки фронта. Помимо танковых соединений в составе 9-й армии были батальоны штурмовых орудий. Это 189-й, 667-й (в подчинении XXXIX танкового корпуса) батальоны САУ StuGIII. Следует отметить, что вермахт к осени 1942 г. во все больших количествах получал противотанковые средства, способные бороться с Т-34 и КВ. Возрастала доля танков и САУ, вооруженных длинноствольными орудиями. И без того довольно шаткое преимущество КВ и Т-34 в бронировании было почти полностью утрачено.