В середине мая 225-й полк под командованием Ивана Решетникова с боями занял Старошахово, а кавалеристы 25-го и 75-го дивизионов продвинулись на Елань-Чишму. Две другие бригады, 73-я и 74-я, не сумели выбить противника с позиций у железнодорожного моста близ Абсалямова и перешли реку Ик в районе Кзыл-Яра, где саперами был наведен деревянный помост. 15 мая в три часа дня здесь переправился Домашкинский полк Сергея Сокола и передовой отряд Пугачевского полка. Командовал авангардом пугачевцев помощник комполка Алексей Потапов. На правом берегу эти части наступали на Уязы-Тамак. Кавалерийский эскадрон домашкинцев под командой Агата Аскерова зашел в тыл противника и лихим налетом расстроил его ряды. Занимавший село 13-й Уфимский полк и поддерживавшая его батарея понесли серьезные потери: три орудия, семь пулеметов, шестьдесят пленных, три походные кухни. Начальник 4-й Уфимской дивизии генерал Косьмин стремился предотвратить переправу чапаевцев и ликвидировать созданный ими плацдарм. Вечером 15 мая к Кзыл-Яру был переброшен дивизионный резерв — 16-й полк. Артиллерия белых разрушила деревянный мост, но вскоре саперы, воспользовавшись наступившей темнотой, исправили повреждения. На рассвете два пугачевских батальона и полк имени Степана Разина перешли на правый берег, развернулись в боевой порядок и сблизились с позициями противника. Командование белых проявило пассивность, которая привела к поражению: занимая господствующие высоты, командир неприятельского полка не решался на атаку, вероятно, опасаясь неудачной контратаки и измены среди мобилизованных солдат. Но неустойчивость в обороне проявляется сильнее, чем при наступлении, которое смягчает недостатки боевой подготовки и моральную слабость. Когда чапаевские полки начали атаку, солдаты одной из белых рот убили офицера и перешли к красным. Павел Петров отмечал, что красная пропаганда была достаточно эффективной в частях, укомплектованных самыми разными пополнениями, она била по самым уязвимым местам белой армии и белой власти на востоке: плохому снабжению, распространенному мордобою со стороны офицеров и унтеров, частой невыплате жалованья. Преувеличивая опасность восстановления «царских порядков» в армии и повседневной жизни, большевики акцентировали внимание на явных просчетах белой власти, ее неспособности прекратить бесчинства отдельных воинских начальников, грабежи и издевательства над крестьянами. Эта пропаганда имела успех не только среди сибирских и уральских крестьян, не сталкивавшихся с большевистскими практиками, но и среди жителей Поволжья, которым красные пропагандисты доказывали, что отказались от тотального изъятия излишков продовольствия и насаждения чуждых деревенской общине комбедов. В ситуации, когда грабили и те и другие, обещания сохранить крестьянам захваченную ими частновладельческую землю, оставить за ними часть урожая и даже повседневная деятельность красных нередко представлялись жителям деревни более привлекательными. «Громадное значение приобретали личные способности командиров полков и умелый подбор ими помощников. Там, где в полку находилось несколько офицеров, сработавшихся в смысле контрагигации, было всё хорошо; где этого не было — можно было ожидать всяких осложнений. Трудно было внедрить в сознание массы задачи белой власти, так как сама власть не всегда одинаково о них говорила. Ясно было одно — надо бороться с большевиками, а что же дальше?» — писал Петров.
13 мая части 27-й стрелковой дивизии под командованием Николая Вахрамеева заняли Бугульму. Бугурусланская наступательная операция Южной группы завершилась. 3-й и 6-й Уральские и 2-й Уфимский армейские корпуса Западной армии потерпели тяжелое поражение и отошли на восток на 120–150 километров. Красная армия перехватила инициативу на ключевом самаро-уфимском направлении Восточного фронта. Михаил Фрунзе и член Реввоенсовета Южной группы Валериан Куйбышев в своей статье в газете «Известия» писали:
«Блестяще закончившаяся Бугурусланская операция, в результате которой был разгромлен целый ряд дивизий противника, не только не приостановила нашего дальнейшего наступления, но по заранее построенному плану превратилась в новую, Бугульминскую операцию. И эта операция, рассчитанная не столько на занятие территории, сколько на разгром живой силы противника, проходит с большим успехом. Дороги фронта к тылу полны перебежчиками и пленными, весело идущими из колчаковского стана.