Пока левый фланг и центр 1-й гвардейской армии проводили операции с целью окружения и уничтожения войск противника, отступавшего на Богучарском и Мигулинском направлениях, ее правый фланг продолжал преследование, углубляя прорыв фронта. Правый фланг армии Кузнецова смог успешно и быстро выйти на намеченные рубежи благодаря тому, что его марш надежно прикрывался армией генерала Харитонова, образовавшей после 19 декабря правый фланг Юго-Западного фронта. Против этой армии направлялись главные силы резервов немецкого командования. Ей пришлось выдержать контратаки трех немецких дивизий, поддержанных частями итальянского альпийского корпуса, пытавшихся зайти ей во фланг и тыл. Однако армия продолжала двигаться вперед. Пройдя Кантемировку, она повернула на юго-восток и к 25 декабря подошла к Миллерову. Сюда же на день раньше вышел левый фланг 1-й гвардейской армии.
Выйдя на рубеж Кризское – Миллерово, войска армий Кузнецова и Харитонова закончили второй этап операции. В течение шести суток, с 18 по 24 декабря, используя все силы стрелковых и подвижных частей, они вели неотступное преследование отходивших итальянских и немецких войск. Несмотря на зимние условия и растягивавшиеся с каждым днем коммуникации, стрелковые части прошли за это время с боями по 100—120 км.
Всего с 16 по 30 декабря советские войска продвинулись вперед на 150—200 км, освободив 1246 населенных пунктов. За это время они разгромили шесть итальянских и пять немецких дивизий, бригаду чернорубашечников и ряд отдельных частей. Противник потерял только убитыми более 50 тыс. человек, много солдат и офицеров было взято в плен. Точный подсчет потерь противника был крайне затруднен: сражение вылилось в множество мелких стычек и велось на огромных покрытых снегом пространствах. Сдавшиеся в плен солдаты часто оставались без достаточной охраны, разбегались и гибли в степи. Иногда пленных освобождали вновь подошедшие колонны отступавших, которые в свою очередь рассыпались в новых столкновениях или опять сдавались советским войскам.
Трофеи наступавших войск были огромны. В эти дни они захватили 368 самолетов, 178 танков, 1927 орудий, 7414 автомашин, много минометов, пулеметов, автоматов и самого различного военного имущества. 27 декабря генерал Кузнецов приказал прекратить наступление и перейти к обороне.
В результате разгрома на Дону румынской, а затем итальянской армий южный фланг ударной группировки немецких войск, готовящейся к прорыву сталинградской блокады, оказался открытым. Железнодорожная магистраль, по которой шло основное снабжение Тормосинской группировки, была перерезана. Немецкое командование окончательно отказалось от идеи деблокирования своих войск, зажатых в сталинградском кольце. Боясь нового окружения, оно стало выводить дивизии из района Нижне-Чирская – Тормосин.
Анализируя обстоятельства, обеспечившие успех операции, следует отметить, что «успеху операции способствовали правильный выбор направлений главного удара (наличие итальянских войск на правом фланге и спешно созданный рубеж обороны на левом фланге) и времени для наступления (все внимание противника в этот период было обращено на помощь окруженным немецким войскам под Сталинградом). Решающее влияние на ход и результаты операции оказал метод ее проведения: охват основной группировки противника железными клещами бронетанковых корпусов с последующими дробящими ударами по его боевым порядкам. Удары подвижных соединений привели к окружению и изоляции его соединений, что дало возможность уничтожать их по частям. В ходе операции стрелковые части показали образцы упорства, стойкости и стремительности. Противнику, несмотря на то что он был снабжен автотранспортом гораздо лучше, не удалось вывести свои главные силы из-под удара наших войск. Большая часть их была окружена и уничтожена или пленена».
Что касается слабостей противника, то советские историки подчеркивают значительную протяженность участка фронта и недостаток сил для обороны. Глубина обороны противника была явно недостаточной, а оперативные резервы к началу наступления у него отсутствовали. Вместе с тем они отмечают хорошую подготовку оборонительной полосы по реке Дон, умело построенную и сильно развитую систему огня и мощную систему инженерного оборудования