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1月13日，第40集团军率先发动攻势。14日，其余各参战部队也同样转入进攻。15日，在三个方向展开进攻的部队均突破德军防御。17日，第40集团军左翼各部推进至[[奥斯特罗戈日斯克]]一带，并在此与第18步兵军会合。18日，第40集团军第305步兵师和[[第3坦克集团军]][[第15坦克军]]在伊洛夫斯科耶—[[阿列克谢耶夫卡]]一带会合，完成了对德军奥斯特罗戈日斯克—罗索希集团的合围。与此同时，从波德戈尔诺耶向卡缅卡进攻的第3坦克集团军[[第12坦克军]]已推进至卡尔片科沃一带，并与第18步兵军取得联系，从而使轴心国军队奥斯特罗戈日斯克—罗索什集团的13个师被分割成两个孤立部分。在巩固包围圈外层防线的同时，第40集团军和已推进至卡尔片科沃一带，并与第18步兵军取得联系，从而使轴心国军队奥斯特罗戈日斯克—罗索希集团的13个师被分割成两个孤立部分。在巩固包围圈外层防线的同时，第40集团军和[[第7骑兵军]]各部则在18日至19日沿科斯坚基—卡拉耶什尼克一线及[[瓦卢伊基]]一带的[[奥斯科尔河]]建立了包围圈外层防御。此时，[[西南方面军]]的[[第6集团军（苏联）|第6集团军]]则从[[别洛卢茨克]]—[[新普斯科夫]]—季什科夫一线，从南面保障沃罗涅日方面军。19日至27日，被围的轴心国军队遭到歼灭，其间，[[第2航空集团军]]积极出动，协同地面部队作战。<ref name="苏联军事百科" />