Тем временем, несмотря на просьбы генерал-лейтенанта Родина, командование фронтом приказало продолжать наступление на Брянском направлении. Новая атака началась утром 17 марта — одновременно с атакой немцев на Севск. На этот раз в бой были введены все силы армии. 16-й танковый корпус наступал в направлении населенного пункта Октябрьский (10–15 км юго-западнее Комаричи), 11-й танковый корпус — в направлении на село Апажа с целью дальнейшего выхода в район Локтя. Однако из-за отсутствия поддержки пехоты прорвавшиеся в район Октябрьского наши танки оказались отрезаны и были вынуждены выходить из окружения. Село Апажа взять не удалось, хотя бои на его южной окраине продолжались до 18 марта.
19 марта по приказу командующего фронтом наступление было прекращено, войска 2-й танковой армии отводились на исходные рубежи по реке Усожа.
Но удержаться на этом рубеже армии не удалось. Утром 21 марта противник начал новое наступление на Севск, после интенсивной артподготовки атаковав южную и юго-западную окраины силами до батальона пехоты с 6 танками. Понеся большие потери, немцы отошли и к исходу дня занимали рубеж Ново-Ямское (северное), Стрелецкая, северо-восточная окраина Севска, Сосница, Голопузовка.
К этому времени город обороняли 3-я гвардейская кавалерийская дивизия, 30-я лыжная бригада и 11-я танковая бригада при поддержке двух истребительно-противотанковых артиллерийских полков. Если для жесткой обороны самого города этих сил могло хватить, то для удержания коммуникаций вокруг Севска их было явно недостаточно. Гарнизоном Севска руководил командир 3-й гвардейской стрелковой дивизии генерал-майор Ягодин.
На следующий день в результате ожесточенного боя батальон противника с западной окраины ворвался в Севск, но контратаками наших войск был полностью уничтожен. После этого противник прекратил попытки взять город в лоб и силами до двух пехотных полков при 30 танках начал охватывать его с двух сторон — с северо-запада и юга.
В 14:00 23 марта он силами до двух рот с двумя танками атаковал из Ново-Ямского (северного) на Ново-Ямское (южное). Продолжая развивать наступление в течение ночи на 24 марта, к 14:00 следующего дня немцы овладели Ново-Ямским (южным) и рощей северо-западнее Липницы. Одновременно они атаковали севернее города, пытаясь овладеть дорогой на Шведчиковы и Усожу — что дало бы им возможность установить прямой локтевой контакт с войсками за рекой Усожа
25 марта бои утихли, однако в ночь на 26-е немцы силами до полка пехоты с 30 танками начали наступление из района Обжи (южнее Севска), заняли Новую Поляну и продвинулись в направлении на Дубки. Днем 26 марта части 82-й пехотной и 4-й танковой дивизий противника продолжили свои атаки. С 2:40 до 16:00 силами до полка пехоты с 30–40 немцы танками дважды атаковали в прежнем направлении с рубежа Липница, Обжи и в конце концов заняли село Дубки, создав угрозу выхода юго-восточнее Севска. К 19:30 танки противника ворвались на юго-западную окраину города.
Всю следующую ночь в Севске шли ожесточенные уличные бои, и к 6 часам утра противник полностью овладел городом. Генерал Ягодин оставил Севск без приказа вышестоящего командования; после отхода войска закрепился на фронте отм. 159,5, южная окраина Юрасов Хутор. Попыток вновь овладеть городом не предпринималось. Тем не менее отступление в целом прошло организованно, при этом был взорван мост через реку Сев и произведено минирование дороги южнее Юрасова Хутора.
После сдачи Севска наши войска отошли на 10 км восточнее города, сохранив за собой рубеж по реке Усожа до села Усожа. 27 марта командующий войсками Центрального фронта отдал директиву частям о переходе 65-й армии к жесткой обороне. 2-я танковая армия выводилась в район Фатежа, в резерв фронта.
Последовали и оргвыводы — командир 3-й гвардейской кавалерийской дивизии генерал-майор Ягодин был снят с занимаемой должности. Командующий 2-й танковой армией генерал Родин считал главными виновниками произошедшего самого Крюкова и командира 115-й стрелковой бригады генерал-майора Санковского, однако штаб 65-й армии (в подчинение которого были передана и бригада, и группа Крюкова) с этим не согласился. В конце концов командир 2-го гвардейского кавалерийского корпуса генерал-лейтенант Крюков отделался лишь «предупреждением» от командующего фронтом.
В «официальной» версии своих мемуаров Рокоссовский мягко упрекает «неугомонного рубаку» за то, что тот мало заботился о флангах — однако в рукописи он выражался гораздо жестче: «