Маркиан Попов поставил армии Рыбалко следующую задачу: «3-й гвардейской танковой армии, используя успех наступления 3-й и 63-й армий, с утра 19 июля наступать в направлении Бортное, Становая, Становой Колодезь, Кромы и, действуя по тылам противника против Центрального фронта во взаимодействии с ним уничтожить его». Тем самым танковой армии ставилась амбициозная задача в интересах не только Брянского фронта, но и Орловской дуги в целом.
Наступление 3-й и 63-й армий на Орел возобновилось в 8.00 19 июля с короткого, но энергичного артналета. Пехота недавно введенного в бой 25-го стрелкового корпуса 3-й армии за три часа боя углубилась в расположение противника на 3–4 км и расширила прорыв в сторону флангов до 8–10 км. Немцы были оттеснены от реки на запад в достаточной степени, чтобы без помех переправить через нее танки. Около полудня танки Рыбалко обогнали наступающие стрелковые части. Углубившись в оборону противника, два танковых корпуса повернули на юго-восток — их задачей был прорыв южнее Орла в тыл 9 -й армии. Несмотря на то что пехота обеспечила плацдарм, прорыва фронта не было. Немецкие части лишь оттеснили от реки. Поэтому танковым корпусам армии Рыбалко пришлось взламывать немецкую оборону. Быстрого прорыва в тыл 9-й армии не произошло. Танковые корпуса понесли тяжелые потери. Так, в 15-м танковом корпусе к исходу дня 19 июля осталось на ходу всего 32 Т-34 и 42 Т-70 (из 129 Т-34 и 68 Т-70 по состоянию на начало дня). Тем не менее удар 3-й гвардейской танковой армии произвел сильное впечатление на немцев. Под угрозой окружения оказалось левое крыло XXXV корпуса под Мценском. В этих условиях немецкое командование принимает решение отходить на ближние подступы к Орлу, на рубеж реки Ока.
Отход противника заставил советское командование предпринимать экстренные меры для захвата переправ через Оку. Эта река была серьезным препятствием, и если бы немцам удалось на ней закрепиться, прорыв обороны противника мог стоить большой крови. Даже не в штабе Брянского фронта, а в Москве почти молниеносно принимается решение бросить на захват переправ через Оку 3-ю гвардейскую танковую армию. Для армии Рыбалко это был разворот на 90 градусов относительно предыдущей задачи. К счастью, у Рыбалко был в резерве 2-й механизированный корпус, который был без труда развернут для прорыва к Оке. Сюда же был развернут 15-й танковый корпус. Разгромив по дороге несколько колонн отходивших немецких частей, танкисты вышли к Оке и захватили плацдарм на ее западном берегу. Вскоре к Оке подошли стрелковые дивизии 3-й армии.
Вечером 20 июля 3-я гвардейская танковая армия получила новый приказ из штаба фронта. Согласно этому приказу армия Рыбалко должна была перенести свои действия на юг, в полосу 63-й армии, и с рассветом 21 июля вновь наступать на Становой Колодезь. Этот поворот (уже второй за короткий промежуток времени) был заложен в той же директиве Ставки, которая разворачивала армию Рыбалко на Мценск. Штаб Брянского фронта лишь последовательно транслировал вниз перечисленные в ней задачи. В зависимости от обстановки целью наступления 3-й гвардейской армии должен был стать Орел или же тылы 9-й немецкой армии. Трудно сказать, почему Ставка не направила танковую армию в обход Орла с севера. Возможно, идея прорыва в тыл 9-й армии была чересчур заманчивой, чтобы от нее отказываться.
Тем временем немецкое командование сосредоточило крупные силы для ликвидации захваченных Красной армией плацдармов на Оке. Уход танковой армии на прежнее направление серьезно осложнил для 3-й армии борьбу за плацдармы. Точнее будет сказать, что первые атаки последовали на танковые части, но вскоре они сдали позиции стрелковым частям и ушли на юг. Все плацдармы вскоре были плотно блокированы, непрерывный артобстрел, авиаудары и контратаки наносили советским частям большие потери. В тех боях в составе 3-й армии действовала 308-я стрелковая дивизия — ветеран Сталинграда. Она была одним из тех соединений, которые непосредственно участвовали в обороне города. Когда на ее плацдарм обрушились удары авиации и атаки немецких танков, в дивизии вспоминали опыт Сталинграда. Советские части держались с тем же упорством. Приказ командира дивизии Гуртьева был краток: «Ни шагу назад! Стоять как в Сталинграде, насмерть!»
Однако удержать плацдарм 308-й дивизии не удалось. Эта дивизия, как и ее соседи из 3-й армии, была вынуждена оставить клочок земли на западном берегу Оки. Красная армия вообще отличалась большим упорством в удержании плацдармов. История с потерей плацдармов на Оке является одним из немногих примеров добровольной сдачи однажды захваченных клочков земли на берегу крупной реки. После отхода за Оку армия Горбатова окопалась и заняла оборону на восточном берегу реки, готовясь к новым боям.
Неудача с удержанием плацдармов заставляет задаться вопросом: удалось ли 3-й гв. танковой армии добиться решительного результата на прежнем направлении удара? Не была ли эта рокировка вдоль фронта напрасной? Танковая армия Рыбалко к 22 июля еще сохраняла значительный боевой потенциал. В ее составе насчитывалось 324 Т-34 и 173 Т-70, 27 САУ с 122-мм орудием, 300 орудий, в том числе 36 85-мм зениток, приспособленных для стрельбы по танкам. Однако в ситуацию вновь вмешались немецкие резервы.
В отчете «Битва на Орловской дуге», написанном штабом Моделя по итогам боев, об этом этапе боев было сказано следующее:
«Прорыв восточнее Орла приобретает все более угрожающие масштабы. Однако благодаря быстрому перемещению 12-й танковой дивизии из района юго-восточнее Болхова к месту прорыва и сокращению линии фронта с высвобождением войск и здесь в последнюю минуту удается предотвратить непосредственную опасность захвата Орла. При этом приходится справляться с кризисными ситуациями, особенно к юго-востоку от Орла. Благодаря своевременному прибытию 78-й штурмовой дивизии, которая в спешном порядке была переведена из 9-й армии, наше положение в районе Орла представляется укрепившимся».
78-я штурмовая дивизия была сильным противником. Она уже по штату имела в своем составе дивизион штурмовых орудий, являвшихся эффективным противотанковым средством. Успех дорого обошелся немцам: 78-я штурмовая дивизия потеряла с 11 по 31 июля 3 тыс. человек, в том числе более 700 человек — убитыми и пропавшими без вести. После нескольких неудачных попыток прорыва обороны противника 3-я гвардейская танковая армия и 1-й гвардейский танковый корпус были выведены из боя и отведены в тыл.
Несмотря на вывод из первой линии танковых соединений, сражение за Орел было продолжено силами пехоты. Рубеж реки Ока не стал для немцев непробиваемой линией обороны. В 8.00 25 июля под прикрытием огня артиллерии и ударов авиации пехота правофланговых соединений 3-й армии форсировала Оку на подручных средствах. Уже через 1,5 часа после начала наступления саперами были наведены переправы, по которым на захваченный плацдарм переправились танки и тяжелые самоходки СУ-152. Непрекращающиеся атаки на Орел, так же как и кризисные ситуации на других направлениях (о которых будет рассказано ниже), заставили германское командование 26 июля принять решение об эвакуации орловского выступа.
1 августа передовые части 3-й армии неожиданно обнаружили отход немецких войск на запад. Начав преследование отходящего противника, 3-я армия продвинулась за сутки сразу на 12–14 км. Ее продвижение остановила только водная преграда — река Неполодь. Мосты через нее были частично взорваны немцами, частично стали жертвой налетов советской авиации в предыдущие дни. Однако не следует думать, что после получения приказа на отход из орловского выступа Орел упал в руки Брянского фронта как спелый плод. Немецкие войска продолжали упорное сопротивление, чтобы дать возможность эвакуировать склады и госпитали в Орле. Силы 3-й армии на тот момент были уже почти на исходе. 235-я стрелковая дивизия насчитывала на 27 июля всего 3339 человек, 308-я — 3383 человека, 380-я — 3640 человек. Такое падение численности ставило эти соединения на нижнюю границу боеспособности. Тем не менее потеря немцами такого выгодного рубежа обороны, как река Ока, уже не позволила им сохранить устойчивый фронт. 3-я армия с плацдармов на Оке развивала наступление в обход Орла с севера. К исходу 3 августа Орел и части XXXV корпуса в районе Орла оказались охвачены полукольцом войск левого крыла Брянского фронта. Советские части на подступах к Орлу уже слышали взрывы. Это немецкие саперы взрывали здания, мосты и промышленные предприятия города. Стремясь не допустить разрушения города,
