15 июля 24А резерва Южного фронта, выдвигавшаяся на помощь 38 и 9А, была введена в сражение с войсками 40 тк 4 ТА и 3 тк 1 ТА противника, не успев выйти в район Миллерово и закрепиться на достигнутом рубеже. Под ударами противника она начала отход на юг и юго-восток. Войска 38 и 9А предпринимали настойчивые попытки прорваться из окружения в восточном и юго-восточном направлениях. Войска 57, 28А и часть сил 38А, избежавшая окружения, понесли тяжелые потери, отошли на левый берег среднего течения р. Дон и были переданы в состав Сталинградского фронта. Все войска Южного фронта получили задачу организованно с наименьшими потерями отойти за р. Дон в его нижнем течении (56, 18, 12, 37, 24А) и во взаимодействии с 51А Северо-Кавказского фронта организовать прочную оборону по рубежу южного берега р. Дон Верхне-Курмоярская — Багаевская и далее по оборонительному рубежу, охватывавшему северные подступы к г. Ростов. Вечером 19 июля главные силы Южного фронта отошли до рубежа Синегорный — Зверево — Дьяково на удалении 50—90 км от р. Дон.
20 июля противник, реализуя этот замысел, перешел в наступление и вынудил войска Южного фронта к поспешному отходу. К исходу 21 июля противник силами 1 ТА и 17А подошел к внешнему обводу ростовского укрепленного района.
21 июля войска 56А Южного фронта, отошедшие на позиции ростовского укрепленного района, поспешно переходили к обороне. Одновременно остальные войска фронта отходили за р. Дон, развертываясь на рубеже обороны по его левому берегу. 51А Северо-Кавказского фронта оборонялась в полосе Верхне-Курмоярская — Константиновская, 37А Южного фронта занимала оборону в полосе иск. Константиновская — устье р. Маныч. 12А сосредоточивалась в районе южнее НП Манычская, 18А в районе Хомутовская — Кагальницкая. Фронтовой резерв (сд — 1, сбр — 2) сосредоточивался в районе г. Батайск.
22 июля противник силами 1 ТА и 17А перешел в наступление, прорвал оборону 56А на рубеже ростовского оборонительного района и 23 июля ворвался в Ростов. Упредив развертывание 12 и 18А Южного фронта на рубеже по левому берегу р. Дон от устья р. Маныч до Азова, противник форсировал р. Дон и захватил плацдармы в районе г. Батайск.
24 июля войска 4 ТА противника, завязавшие с 21 июля бои на р. Дон к востоку от устья р. Маныч, сломили сопротивление войск 51А, форсировали реку на отдельных участках и захватили обширный плацдарм к югу от Николаевской до р. Сал и небольшие плацдармы южнее Цимлянской и южнее Раздорской.
К 25 июля линия фронта проходила по рубежу: 51А, включенная в состав Южного фронта, — от Верхне-Курмоярской до плацдарма противника южн. на Николаевская, 37А — от этого плацдарма до устья р. Маныч, 12А — от устья р. Маныч до НП Ольгинская, 18А — от Ольгинской до устья р. Дон. Боеспособность этих армий была в значительной степени ослаблена. Войска 56А и оставшиеся части 24А отводились в тыл для восстановления боеспособности.
Войска противника, проведя перегруппировку, готовились к продолжению наступления с учетом развернувшихся упорных боев на сталинградском направлении.