1020-й стрелковый полк некоторое время еще продолжал атаковать с севера и запада на Поповку, пытаясь расширить место прорыва, однако вечером на усиление 20-го моторизованного полка в Поповке штаб 29-й дивизии перебросил 10-й разведывательный батальон, к 19.40 все советские атаки на Поповку были отбиты, после чего 1020-й полк вошел в прорыв следом за главными силами 3-й армии, а все не пробившиеся из окружения советские войска отошли в лес юго-западнее Поповки. Также поздно вечером введенная в бой с марша на Орел, ранее напрямую подчинявшаяся штабу 2-й танковой армии в качестве штабной роты охраны, 1-я рота 119-го мотострелкового полка 25-й моторизованной дивизии через центр отходящей колонны советских войск пробилась к 6-й роте 41-го моторизованного полка южнее Поповки, после чего немецкая оборона южнее Поповки была восстановлена и возглавлена полковником Траутом (Traut), которому подчинялись помимо 1-й роты 119-го полка 5-я и 8-я роты и саперный взвод 41-го моторизованного полка. Штаб боевой группы Йолассе отчитался о захвате 20 октября 1 советского танка.
За день 20 октября в бою за Поповку наиболее отличились экипажи танков:
КВ-1 взводного лейтенанта Дмитрия Гурьянова, который, не смотря на неисправность люка механика-водителя (не закрывался), вывел из строя 3 пушки, несколько минометов, до роты пехоты и вынудил отойти из деревни оставшуюся немецкую артиллерию;
Т-34 ротного лейтенанта Николая Беляева (уничтожил 2 пушки);
Т-34, где радистом был сержант Семен Тихомиров (уничтожил 1 средний танк, 3 орудия ПТО, 4 миномета и до роты противника);
танк взводного младшего лейтенанта Василия Черепанова (огнем с одной из высот у Ясной Поляны прикрыл отход советской пехоты);
также отличился радист танка Т-34 красноармеец Николай Лысенко, который, действуя пешим в истребительной группе, 2 гранатами уничтожил 3 пулемета противника с прислугой и обеспечил проход советской пехоты через болото.
В именных списках потерь 42-го танкового полка за 20 октября числится лишь 1 убитый (у Ясной Поляны погиб комиссар роты политрук Петр Маличенко), хотя, естественно, реальные потери 42-й танковой бригады 20 октября были гораздо большими, большая часть людей выбыла в пропавшие без вести, которых в одном только 42-м танковом полку числится 140 человек, но без указаний какого конкретно числа каждый из них пропал.
Выход из окружения. Потеря последних танков
К ночи атаки оставшихся в окружении советских войск постепенно стихли. Обеспечив прорыв немецкой обороны у Поповки и проход советских войск на восток, все 5 ходовых танков (3 Т-34 и 2 Т-30) 42-й танковой бригады в ночь на 21 октября 1941 г. от хутора Пушкинский ударили в северном направлении, к 00.45 21 октября прорвались на Бородино, после чего двинулись по маршруту Пушкинский - Лысое - Абратеево - Петропавловский - Столбище в обход главных сил 10-й моторизованной дивизии и болотистой местности, при этом в районе Абратеево танкистами была уничтожена 1 немецкая автомашина с продуктами. Штаб 42-й танковой бригады с остатками своих мотострелков и "безлошадных" танкистов совместно с прочими вырвавшимися из окружения войсками 3-й армии в пешем строю двигался в юго-восточном направлении по маршруту Поповка - Андрияновский - Александровский (юго-восточнее д. Бычки) в обход с востока Дмитровска. Для перехвата их на участке дороги Дмитровск - Лубянки первым офицером 10-й моторизованной дивизии был организован заслон в составе 10-го саперного батальона, солдат имперской службы труда (RAD), а позже задействована одна рота 41-го моторизованного полка. У захваченных этими заслонами советских пленных была найдена карта, на которой был обозначен маршрут отхода на город Курск.