В это время войска Брянского фронта продолжали бои со 2-й немецкой армии и 2-й танковой группой. При этом по 2-й танковой группе был проведен массированный авиаудар с привлечением имеющейся дальней бомбардировочной авиации. Всего в авианалетах участвовало 460 советских самолетов, но сорвать наступление 2-й танковой группы на юге не удалось. На правом крыле Западного фронта немцы нанесли мощный танковый удар в полосе обороны 22-й армии и 29 августа захватили город Торопец. При этом 29-я и 22-я армии отошли за реку Западная Двина.

1 сентября советские 16-я, 19-я, 20-я и 30-я армии перешли в наступление, но особых успехов не достигли. В это же время 24-я и 43-я армии Резервного фронта смогли ликвидировать опасный выступ противника в районе Ельни. 10 сентября 1941 года войска 3-х советских фронтов получили приказ перейти к обороне, эта дата считается официальной датой завершения Смоленского сражения.