Однако утром 14 января густой туман до крайности затруднил наблюдение за результатами артиллерийского огня. А, судя по всему, результативность его оказалась не очень высокой, потому что пошедшие в атаку стрелковые соединения натолкнулись на мощное огневое сопротивление противника. В результате трёхчасового боя трём стрелковым дивизиям удалось вклиниться на 1 – 3 км в оборону противника. Это было очень мало, и П.С. Рыбалко на ходу пересматривает план операции – он решает ввести в бой с целью прорыва вражеской обороны эшелон развития успеха – 12-й и 15-й танковые корпуса.

В 13.40 танковые корпуса начали выдвижение к передовой. Их введение в дело сразу изменило ситуацию – сильнейший танковый удар привёл к прорыву немецкого фронта и открыл путь пехоте. К исходу дня 12-й и 15-й танковые корпуса прорвали оборону противника на 10-километровом фронте и продвинулись в глубину на 23 км, оторвавшись от пехоты на 6 – 8 км. При этом 15-й танковый корпус разгромил штаб XXIV танкового корпуса, а командир корпуса генерал Мартин Вендель был найден мёртвым на поле боя. Стрелковые соединения армии, закрепляя успех танковых корпусов, в течение дня продвинулись от 2 (на правом фланге) до 14 км (на левом фланге) [19; 345 – 346], [21; 103].

Однако «всякая палка о двух концах», как гласит пословица. Несомненный успех прорыва обороны противника в результате незапланированного введения в бой двух танковых корпусов был оплачен тем, что корпуса при действиях в труднопроходимой местности израсходовали за 14-е число всё своё горючее и боеприпасы и попросту встали, ожидая подвоза. Конечно, имели место и потери при «проломе» вражеского фронта, которых не было бы, будь введены корпуса в «чистый» прорыв.

Танковые корпуса простояли всю ночь с 14 на 15 января и возобновили своё движение только на следующий день [19; 346].

К исходу дня 15 января войсками 40-й армии оборона противника была прорвана на всю тактическую глубину. Фронт наступления увеличился до 100 км. Глубина продвижения составила 20 км на правом фланге, 16 км – на левом и 35 км – в центре [29; 397], [19; 344], [7; 300].

В течение 15 января 12-й и 15-й танковые корпуса развернули преследование отступавшего врага. К исходу дня они продвинулись ещё на 20 – 25 км, оторвавшись от стрелковых соединений 3-й ТА на 15 – 25 км. Фронт наступления 3-й танковой к этому моменту составил 60 км, а глубина продвижения – 50 км [19; 346].

18-й стрелковый корпус к концу дня 15 января выполнил задачу по прорыву второй полосы обороны противника и устремился вперёд [7; 301].

В этот день был введён в прорыв для образования внешнего фронта окружения 7-й кавалерийский корпус С.В. Соколова [19; 346], [7; 300].

Таким образом, уже к концу третьего (для северной ударной группировки) и второго (для южной и центральной ударных группировок) дня наступления были созданы условия для окружения, расчленения и уничтожения острогожско-россошанской группировки противника силами взаимодействующих 40-й, 3-й танковой армий и 18-го отдельного стрелкового корпуса.

Формирование нескольких «котлов» и уничтожение в них вражеских сил происходило в период с 16 по 27 января, считающийся вторым этапом Острогожско-Россошанской наступательной операции.

16 января войска 40-й и 3-й танковой армий продолжали стремительно развивать наступление в общем направлении на Алексеевку, охватывая группировку противника с севера и юга. Передовые части этих армий, не ввязываясь в затяжные бои за отдельные опорные пункты и узлы сопротивления, устремились в тыл противника, внося сумятицу в его отходящие части, перерезая коммуникации.