Попытки 8-й немецкой армии пробиться к окруженным дивизиям через боевые порядки 2-го Украинского фронта Конева окончились безрезультатно. Более успешно действовала деблокирующая группировка 1-й танковой армии в составе «Лейбштандарта» и трех танковых дивизий вермахта против 1-го Украинского фронта Ватутина. Она сумела вклиниться в позиции 47-го стрелкового корпуса. После этого Ватутин ввел в бой 2-ю танковую армию генерала Семена Богданова, только что прибывшую из резерва Ставки и насчитывавшую 326 танков и САУ. Эта армия утром 6 февраля атаковала врага во взаимодействии с частями 40-й и 6-й танковой армий. В результате встречного танкового сражения продвижение немецкого 3-го танкового корпуса было остановлено, но вклинение он удержал.
В полосе 2-го Украинского фронта на внешнем фронте окружения неприятелю удалось потеснить части 49-го стрелкового корпуса и занять станции Звенигородка, Ерки и Скалеватку. Остановить дальнейшее продвижение немцев смогли только бригады 20-го танкового корпуса. В полосе 1-го Украинского фронта немецкая ударная группировка, наступавшая из района Ризино, прорвала оборону 47-го стрелкового корпуса и захватила Лисянку. В ночь на 12 февраля окруженные начали прорыв из района Стеблево на узком фронте в 4,5 км. В авангарде шел мотопехотный батальон «Викинга», за ним — моторизованный полк «Дойчланд». Им удалось потеснить части 27-й армии и выйти в район Шандеровки. Расстояние до дивизий 3-го танкового корпуса сократилось до 10–12 км.
Сталин был недоволен тем, как шел процесс ликвидации окруженных немецких корпусов. 12 февраля он, несмотря на возражения Жукова, ликвидацию корсунь-шевченковской группировки поручил Коневу, а Ватутину приказал сосредоточиться на удержании внешнего фронта кольца. На Георгия Константиновича возлагалась координация действий 1-го и 2-го Украинских фронтов по недопущению прорыва противника из окружения. Жуков понимал, что тем самым лавры победы уходят от его протеже Ватутина к Коневу, но сделать ничего не смог. В приказе Сталина от 18 февраля по итогам Корсунь-Шевченковской операции был назван только 2-й Украинский фронт. 1-й Украинский фронт в приказе не фигурировал. Сталин обиделся на Ватутина за то, что тот допустил соединение основных сил, окруженных с идущей им на выручку 1-й танковой армией. Поэтому звание маршала за Корсунь-Шевченковскую операцию он присвоил только Коневу.
В ночь на 17 февраля, благодаря внезапности, без артподготовки немецким ударным частям в составе дивизии «Викинг», бригады «Валлония» и корпусной группы «Б» удалось прорвать внутренний фронт окружения и достичь окрестностей Лисянки. Арьергардные части держались на противоположном конце «котла», что и обеспечило успех в начале прорыва. Советские танковые корпуса были разбросаны по всему периметру «котла». Поэтому на направлении прорыва оказалось всего 20 танков.
Под сильным огнем противника и атаками советских танков большая часть немецких войск, вырывавшихся из «котла», отклонилась от первоначального направления удара к реке Гнилой Тикич. Утомленным окруженцам пришлось сломить сопротивление советского боевого охранения вдоль реки и перебираться через нее вплавь и вброд, бросив оружие. Они соединились с частями 3-го танкового корпуса в ночь на 18 февраля.
Из «котла» вышли 35 тыс. человек, включая 2 тыс. раненых, во главе с командиром 52-го армейского корпуса генералом Теобальдом Гельмутом Либом. Около 5 тыс. человек погибло или попало в плен при прорыве. Генерал Штеммерман погиб при прорыве. Так и не было установлено, стал ли он жертвой тяжелой контузии от разрыва советской мины или у него просто остановилось сердце. Но прорвавшиеся войска потеряли почти все тяжелое вооружение и на длительное время оказались небоеспособными. По оценке Манштейна, всего оказавшиеся в окружении два армейских корпуса насчитывали 54 тыс. человек, но часть тыловых служб оказалась вне кольца. Советские войска захватили 11 тыс. пленных. Немцы в ходе контрударов по советским войскам в районе Корсунь-Шевченковского «котла» захватили 7 тыс. пленных.
По нашим оценкам, потери советских войск в Корсунь-Шевченковской операции составили около 81,2 тыс. убитыми и пропавшими без вести и около 120,6 тыс. ранеными. Немецкие потери в ходе сражения под Черкассами составили около 45 тыс. человек, в том числе безвозвратные — 27 тыс. человек. Сводки же Совинформбюро говорили о 80 тыс. окруженных, из которых 55 тыс. якобы были убиты, а 18 тыс. — взяты в плен, чтобы сохранить миф об уничтожении окруженной группировки. То, что эти данные не соответствуют действительности, было признано в октябре 1957 года, когда на Пленуме ЦК КПСС критиковали маршала Жукова за «бонапартизм».
Миф сражения у Каменец-Подольского