В 9 часов 13 декабря войска армии начали вторично штурм города. 294-я стрелковая дивизия, захватив несколько домов на окраине города, к 15 часам вклинилась в глубину обороны противника. Пехотинцы врывались в дома и, применяя гранаты и автоматическое оружие, очищали их от врага. Артиллеристы в упор расстреливали контратакующие танки противника. Минометчики метким огнем поражали следовавшую за танками пехоту. 7-я гвардейская воздушно-десантная дивизия в начале штурма продвижения не имела. Все, чем располагал противник на данном участке, было брошено на помощь черкасскому гарнизону. Враг пытался любой ценой затянуть бои и удержаться в городе. Необходимы были меры, которые обеспечили бы успешное завершение штурма. С этой целью командующий армией возложил на командующего артиллерией армии задачу держать под непрерывным огнем места скопления вражеских сил. Авиация должна была контролировать основные коммуникации противника. Для покрытия некомплекта в боевых подразделениях, понесших значительные потери, был направлен личный состав тыловых подразделений. К исходу дня 7-я гвардейская воздушно-десантная дивизия достигла юго-восточной окраины города и завершила очищение от гитлеровцев еще четырех кварталов. Сводный батальон 254-й стрелковой дивизии выбил противника с занимаемых позиций вдоль железнодорожной насыпи и, преодолев к 22 часам несколько неприятельских заслонов, создал благоприятные условия для перехода в наступление в полосе 254-й дивизии. 373-я стрелковая дивизия своим 1235-м полком с батальоном 1237-го стрелкового полка отбила все контратаки противника и в течение дня овладела тремя кварталами. Окончательно утратив веру в возможность удержать свои позиции в городе, противник стал отводить войска через Змогайловку на Смелу.
В 2 часа 30 минут 14 декабря штурм города завершился полным освобождением его от фашистских захватчиков. Закрепившись в нем частью сил, войска армии перешли к преследованию врага в направлениях на Смелу и Красную Слободу. Столица нашей родины Москва салютом приветствовала войска, овладевшие городом Черкассы.