德军对俄国人的转向始料未及！中央集团军群８ 月２２ 日还认定苏军将向谢夫斯克以北突击，因此在南翼只留下了少量兵力。８ 月２７ 日，雷利斯克两侧约６０ 公里正面上，仅部署了德军２ 个团。
切尔尼亚霍夫斯基很快在谢夫斯克以南取得突破。第９ 坦克军还发动了一次突袭，于８ 月３０ 日晨夺取了德军纵深内的格卢霍夫。战斗中，军长卢德钦柯战死。他的职务由巴哈罗夫接替。
获胜的苏第６０ 集团军继续向科诺托普推进。
通过这一系列行动，罗科索夫斯基切断了中央和南方集团军群在谢伊姆河的联系，打开了通向第聂伯河中游的通道。９ 月７ 日，苏军已在１５０ 公里正面进抵杰斯纳河。９ 月１５ 日，第７ 近卫机械化军和第７７ 步兵军先头攻占涅任。这是德军掩护基辅方向第聂伯河的最后堡垒，距离第聂伯河只有１００ 公里。
第２ 集团军战斗序列９ 月５ 日
第２０ 军 第１３７ 、６ 步兵师
第５６ 装甲军（来自第４ 集团军） 第３１、１０２ 、２５１ 步兵师，第８ 装甲师，第４ 装甲师一部
Ｒａｐｐａｒｄ 集群 第１２ 装甲师一部，第８６ 步兵师一部，第７ 步兵师
直属 第４、１２ 装甲师一部，第８６ 步兵师一部
第１３ 军（隶属第４ 装甲集团军） 第１８３ 、３４０ 、８２、３２７ 步兵师
３、草原方面军与沃罗涅日方面军攻势
罗科索夫斯基的进攻，从侧面严重威胁着曼施坦因的北翼。而南方集团军群北翼本身，也在红军沃罗涅日方面军和草原方面军的正面压力下逐步后退。
瓦图京的沃罗涅日方面军从８ 月２５ 日开始，追击撤离阿赫特尔卡的德第４ 装甲集团军。方面军左翼两天内推进了２５—３０ 公里；右翼第３８ 集团军９ 月２ 日攻占苏梅，并向罗姆内和普里卢基方向推进。９ 月１０ 日，苏军突破了罗姆内东南的防御。
但沃罗涅日方面军在中路和左翼却受到了激烈反抗。为了加速进攻，斯大林给瓦图京增派了第５２ 集团军，以及归该集团军指挥的第５ 近卫坦克军和第１０ 坦克军。第５２ 集团军由第４７、２７ 集团军接合部投入战斗。
由于红军攻击力度加大，德军被迫于９ 月６ 日放弃了阿赫特尔卡西南的赞科夫。
科涅夫的草原方面军，则致力于把德第８ 集团军赶出哈尔科夫以西的据点。８ 月２９ 日，第５ 近卫坦克集团军和第５３ 集团军攻克柳博京，打开了通向波尔塔瓦的道路。
但在哈尔科夫西南的梅列法，苏军却为顽强抵抗所阻止。德军在这个交通枢纽组织了强固防御，将苏第７ 近卫集团军阻住了５ 天。不满于进展缓慢的科涅夫亲往督阵。经过周密侦查，苏军得以迂回德军支撑点，于９ 月４ 日占领梅列法。９ 月初，草原方面军开始指向克拉斯诺格勒、上第聂伯罗夫斯克。
至９ 月初，曼施坦因面临的形势已严重恶化。南面，他的右翼集团被打得溃不成军；北侧，红军中央方面军深入腹地，打开了通向第聂伯河和基辅的大门；第４ 装甲集团军和第８ 集团军也步步后退。战局日益紧张之际，曼施坦因和希特勒间的争执也日益激烈。