С выходом стрелковых дивизий Юго-Западного фронта на рубеж Кризское, Чертково, Скосырская, Миллерово закончился второй этап операции. В течение 10 дней, с 18 по 27 декабря, советские войска вели преследование итало-румыно-немецких войск. Несмотря на удлинявшиеся с каждым днём коммуникации и отсутствие новых подкреплений, вводимых в ходе операции, стрелковые части за это время прошли с упорными боями вслед за танковыми корпусами от 100–120 км, имея средний темп преследования 15–20 км в сутки. Противник, запутанный разным направлением наступления стрелковых и танковых соединений, а также в значительной степени деморализованный рейдом танков по его тылам, не смог организовать серьезного сопротивления на пространстве между реками Дон, Чир и Калитва — хотя, пользуясь малочисленностью наших подвижных соединений, сумел спасти две трети своих войск.
Успеху операции в немалой степени способствовало и то, что дивизионная и корпусная артиллерия на конной тяге всё время следовала в боевых порядках преследующей пехоты; быстро развертываясь и занимая огневые позиции, она уничтожала живую силу противника, помогая пехоте преодолевать его сопротивление и отбивать контратаки. Особую роль сыграли дивизионы гвардейских минометов, приданные танковым корпусам — действуя в глубоком тылу противника, они являлись важным средством уничтожения его живой силы и техники, отчасти компенсируя недостаток моторизованной пехоты.
Наши подвижные соединения, наступая преимущественно вдоль дорог, дерзкими внезапными налётами громили отступающие неприятельские части. Захватывая ключевые пункты, но стараясь без особой необходимости не ввязываться в бой с его крупными группировками, они стремительно продвигались вперёд, нарушая тылы и коммуникации противника. Стрелковые соединения, наступавшие вслед за подвижными, завершали уничтожение вражеских группировок, а в ряде случаев частью сил блокировали их, продолжая главными силами преследование противника. Важную роль в операции сыграла хорошая радиосвязь — особенно с руководством танковых корпусов, позволявшая вовремя перенацеливать подвижные части с одного направления на другое.
Очень часто оставшиеся в тылу наших подвижных соединений разрозненные и перемешанные части неприятельских дивизий объединялись в большие группы; используя естественные оборонительные рубежи и крупные населённые пункты, они оказывали упорное сопротивление стрелковым войскам — в том числе их вторым эшелонам, наступающим вслед за передовыми соединениями. Были случаи, когда вражеские группировки, отступая под давлением наших войск, вновь захватывали узлы дорог и населённые пункты, через которые уже проследовали наши танковые части. Поэтому вторым эшелонам нередко приходилось вступать в бой за пункты и районы, уже считавшиеся захваченными. Отдельные группы противника, особенно немецкие части, даже будучи отрезанными от своих сил, длительное время продолжали вести борьбу в окружении.
В результате разгрома неприятельского фронта на среднем Дону левый группы армий «Юг» оказался открытым. Дальнейшее наступление войск Юго-Западного фронта в южном направлении в сочетании с начавшимся контрнаступлением войск Сталинградского фронта против группы Манштейна могло привести к окружению всех немецких сил, находившихся к востоку от реки Северский Донец и отрезанию его группировки на Кавказе. Поэтому немецкое командование было вынуждено отказаться от деблокирования 6-й армии. Уходя от нового окружения, Манштейн прилагал все усилия, чтобы как можно скорее вывести из-под удара наших войск свои основные силы, действовавшие в районе Нижне-Чирская, Тормосин, Котельниково. Одновременно немецкое командование, используя переброшенные с запада части и соединения, спешно создавало новую оборонительную линию между Доном и Северским Донцом, в то же время силами удерживая выдвинутые вперед опорные пункты Гартмашевка, Чертково, Миллерово и далее Скосырская, Морозовский.
В последних числах декабря совместно с правофланговыми войсками Сталинградского фронта в решительное наступление против котельниковско-тормосинской группировки перешла и 5-я танковая армия, командующим которой вместо генерала Романенко был назначен генерал-лейтенант М. М. Попов.
5 января после тяжелых боев 50-я, 14-я и 61-я гвардейская (бывшая 159-я) стрелковые дивизии 14 стрелкового корпуса во взаимодействии с 1-м гвардейским мехкорпусом наконец-то захватили Морозовск, разгромив здесь крупную группировку противника. В городе и на аэродроме было захвачено 280 орудий, 150 минометов и 65 танков[78]
.8 января Ватутин доложил в Ставку свое решение по дальнейшему ведению операции «Большой Сатурн», предполагавшее выход войск Юго-Западного фронта на Северский Донец и Айдар[79]
. Однако в этом виде операция так и не была проведена из-за нехватки сил. Лишь к середине января 1943 года войска 1-й гвардейской армии закончили ликвидацию упорно сопротивлявшихся неприятельских «фестунгов».