Войска Западного фронта получили подкрепления и перешли к наступательным действиям в районе Белый, Ярцево, Рославль общим направлением на Смоленск, а на юге в полосе действия 21-й армии – кавалерийской группой (3 кавалерийских дивизии) начали наступать во фланг и тыл основным силам немецкой группы армий «Центр». В это время в сражение вступили задержавшиеся силы 9 и 2 немецких полевых армий. 24 июля части 21-й и 13-й армий были объединены в Центральный фронт (командующий фронтом генерал-полковник Ф. И. Кузнецов).

В ходе тяжелых и упорных боев советские войска сорвали наступление немецких танковых групп, помогли частям 16-й и 20-й армии выйти с боями из окружения за Днепр, а 30 июля вынудили группу армий «Центр» на всем фронте перейти к обороне. В это же время Верховное командование создало новый Резервный фронт, командующим которого был назначен генерал армии Г. К. Жуков.