這次空降戰役開始後，德軍偵察飛機很快發現了蘇軍的空降出發機場，從28日起，就連續多批次使用轟炸機和殲擊機，對出發機場進行輪番轟炸和掃射，使蘇軍的三個出發機場有兩個被嚴重破壞而不能使用。運輸飛機也受了很大損失，最後隻保留下12架。
2月初，維亞茲馬地區的作戰形勢發生了變化，德軍的防禦有所加強，蘇軍的正麵進攻受挫。根據當時的戰場態勢，空降兵第4軍隻好暫時停止空降。這一戰役的第一階段就此結束。
第二階段是2月18日至24日在尤赫諾夫的空降作戰。參戰部隊有空降兵第4軍軍部及所屬的第214旅、第9旅和第8旅第4營。空降地域選在尤赫諾夫以西的熱拉尼耶遊擊隊活動區。當時，蘇軍在這裏的戰場態勢日趨惡化，德軍增援了新的力量，連續對蘇軍實施反突擊。此次空降的任務，是從敵後突破德軍防禦，前出到尤赫諾夫西南25～30公裏的華沙公路附近，與正麵進攻到那裏的蘇第50集團軍會合，然後合擊德軍後方，以協助西方麵軍主力殲滅尤赫諾夫地區的德軍集團。參戰飛機有41架ПC－84型和23架TБ－3型飛機，空運距離250公裏。由於飛機數量不足，計劃用3個夜間完成空降，每架飛機每夜出動兩次。
2月17日夜，首批20架飛機在莫斯科附近的柳別爾齊機場飛向夜空，將作為先遣隊的第8旅第4營投向預定空降目標。但是，由於飛行員經驗不足，其中19架飛機因為未找到空降場而返回，隻剩一架飛機還把傘兵投錯了地方，這些傘兵空降後便杳無音信。接著，從18日到21日，第9旅和第214旅實施空降，到22日第4軍軍部完成空降後，整個空降結束。在空運過程中，第4軍軍長列瓦紹夫少將乘坐的飛機遭德軍飛機襲擊，軍長中彈犧牲。此後，該軍由參謀長讚金上校指揮。
這次空降，經過6個晝夜，出動飛機612架次，空降7373人，到24日才集合起一半的人員，空投作戰物資1500餘件，幾乎全部散失。造成這樣結果的原因，首先是跳傘高度過高。為了減少敵方地麵火力對飛機的威脅，跳傘高度由原定的600米提高到1200米。其次是地空聯絡信號選擇不當。蘇軍確定空降和空投的地麵信號都是點燃篝火。由於當時天氣很冷，蘇軍遊擊隊和德軍都到處點火取暖，後來德軍還特意到處點火以迷惑蘇軍航空兵。因此，篝火遍布戰場，使運輸機很難找到空降場。
2月25日，空降後彙集起來的部隊開始執行預定的戰鬥任務，向南發動進攻。但由於當時天寒地凍，氣候十分惡劣，地麵行動相當困難，加之德軍又在空降兵預定的前進道路上占領陣地，步步阻擊，部隊進展很慢。27日，由於缺少彈藥，又遇德軍猛烈反擊，他們被迫停止進攻，轉入防禦。這時，正在正麵進攻該地德軍的蘇第50集團軍也因作戰失利，未能按預定計劃進到華沙公路與空降兵會合。根據戰場情況變化，上級命令他們改變計劃，在當地與遊擊隊結合，進行遊擊戰。3月14日，他們接到方麵軍指示，對開進中的一支德軍進行伏擊，由於敵強我弱，兵力過於懸殊，未能完成作戰任務。
維亞茲馬空降戰役是蘇軍第一次大規模空降作戰。由於當時的困難局勢，運輸機嚴重不足，空降保障不力，組織指揮缺乏經驗，空降兵與航空兵、空降兵與地麵部隊、航空兵與地麵部隊協調不好等多方麵原因，致使戰役失利。戰役結束後，空降兵司令員格拉祖諾夫少將被解除職務，改任步兵兵團指揮員。