Резкое осложнение обстановки на южном крыле Восточного фронта не на шутку встревожило верховное командование вермахта. 27 августа в Винницу срочно прибыл Гитлер. На состоявшемся совещании командующий группой армий «Юг» генерал-фельдмаршал Э. Манштейн заявил, что без значительных подкреплений его группе армий наступление Красной Армии в Донбассе не остановить. Фюрер заверил фельдмаршала, что в ближайшее время в его распоряжение будут направлены 12 дивизий из состава групп армий «Центр» и «Север». Однако нарастающие удары Красной Армии на западном стратегическом направлении, а также на стыке групп армий «Центр» и «Юг» поставили крест на этих намерениях Гитлера. Командующий группой армий «Центр» генерал-фельдмаршал Г. Клюге заявил, что ни одного солдата передать в группу армий «Юг» он не может.
Тем временем войска Южного фронта продолжали успешно развивать наступление. Решительно действовала фронтовая конно-механизированная группа (4-й гвардейский механизированный и 4-й гвардейский кавалерийский корпуса). Нанеся удар из района Амвросиевки в южном направлении, она вышла на побережье Азовского моря, отрезав пути отступления на запад группировке противника, оборонявшейся в районе Таганрога. 30 августа в результате смелого и искусного маневра таганрогская группировка врага была разгромлена и город Таганрог освобожден. За массовый героизм и высокое боевое мастерство, проявленные в боях за этот город, 130-я и 416-я стрелковые дивизии получили почетное наименование Таганрогских. Активное участие в этих боях приняла Азовская военная флотилия. Ее корабли воспрепятствовали эвакуации немцев из Таганрога морем и поддержали своим огнем советские войска, наступавшие вдоль побережья.
Большую помощь наземным войскам в сокрушении обороны врага на Миусе оказала 8-я воздушная армия. Ее летчики, несмотря на высокую активность немецкой авиации, удержали господство в воздухе и надежно прикрыли свои войска. После прорыва обороны авиация перенесла основные усилия на отражение контратак врага, препятствовала подходу его резервов в район боев, нарушала железнодорожные перевозки. В конце августа-начале сентября ряд мощных ударов по железнодорожным узлам и станциям, которые обычно совершались ночью, нанесла авиация дальнего действия. В результате железнодорожные перевозки во вражеском тылу были парализованы.
С каждым днем положение немецко-фашистских войск в Донбассе все ухудшалось. Соединения Юго-западного фронта 2 сентября освободили Лисичанск. Войска Степного фронта, сломив упорное сопротивление противника, овладели Люботином и завязали бои за Мерефу. В тяжелых боях за Люботин отличились 5-я гвардейская танковая армия генерал-лейтенанта П.А. Ротмистрова и 53-я армия генерал-лейтенанта И.М. Манагарова. Освобождение Люботина открыло советским войскам путь на Полтаву. Таким образом не прошло и 10 дней после завершения битвы под Курском, как грозный призрак нового тяжелого поражения, на этот раз в Донбассе, вновь встал перед вермахтом. Немецкие войска в Донбассе оказались перед угрозой нового Сталинграда. Бывший командующий группой армий «Юг» Манштейн писал в своих воспоминаниях: «Мы любой ценой должны были избежать опасности, выражавшейся в том, что наши части в результате глубоких вражеских прорывов могли быть отрезаны и могли разделить судьбу 6-й армии у Сталинграда». После неоднократных просьб Манштейна об отводе войск из Донбасса Гитлер вечером 31 августа разрешил командованию группы армий «Юг» начать постепенный отвод 6-й армии и правого фланга 1-й танковой армии на подготовленный тыловой рубеж, «если того настоятельно требует обстановка и нет никакой другой возможности…».
К этому времени стало уже совершенно очевидно, что войска группы армий «Юг» удержать Донбасс не смогут. Потеряв крупные узлы сопротивления, они отходили все дальше на запад. Очередная попытка задержать наступление советских войск ими была предпринята на подступах к Сталино и на рубеже реки Кальмиус (укрепленная позиция «Черепаха»). Тем самым противник стремился удержать за собой центральные и западные районы Донбасса. Но как ни упорно сопротивлялся враг, остановить наступление советских войск ему не удалось и на этот раз.
Наращивая силу ударов, Ставка еще 2 сентября усилила успешно наступавшие войска Южного фронта 11-м и 20-м танковыми корпусами. Быстро продвигаясь на запад, Красная Армия один за другим освобождала донбасские города: Горловку, Иловайск, Артемовск, Краматорск и 8 сентября советские войска овладели центром Донбасса — городом Сталино.
Вместе с тем необходимо отметить, что наступавшие в Донбассе войска Южного и Юго-западного фронтов испытывали большие трудности. Из-за их быстрого продвижения коммуникации сильно растянулись, автотранспорта не хватало, а железнодорожные пути оказывались почти повсюду разрушенными. В этой сложной обстановке большую помощь войскам оказывало население Донбасса, активно помогавшее восстанавливать дороги, мосты и связь.