К исходу 27 октября белые перешли к обороне, намереваясь стабилизировать фронт на рубеже Севск, Дмитровск, Еропкино, Новосиль, Елец. В последующие дни 14-я и 13-я армии красных, получив подкрепления, продолжили наступление и сбили белых с этого рубежа. Белые начали медленно отступать, нанося контрудары. 3 ноября юго-восточнее Дмитровска в прорыв вошла 8-я кавалерийская дивизия, которая 4 ноября овладела Понырями, 5 ноября — Фатежом, а 15 ноября — Льговом, что дезорганизовало оборону белых. К исходу 18 ноября красные войска вышли на линию Льгов, Курск, Тим, Касторное.
Итоги и последствия операции
Красные в результате операции смогли добиться главной поставленной задачи — остановили наступление ВСЮР на Москву и сломили ударную мощь лучших соединений противника. Хотя замысел «срезать выступ», окружить и разгромить белых «ударников» не удался, под Орлом продвижение белых на Москву было остановлено.
Исход борьбы решили численное превосходство и свежие резервы красных, введенные в дело к моменту полного боевого изнурения дивизий 1-го армейского корпуса Добровольческой армии.
