Для наступления на Москву через Орел, Тулу противник создал в районе Новгород-Северский, Глухов против войск 13-й армии и оперативной группы генерал-майора Ермакова группировку из войск 2-й танковой группы в составе четырех пехотных, пяти танковых, четырех моторизованных, одной кавалерийской дивизий и одной моторизованной бригады. Эта группировка превосходила противостоявшие войска 13-й армии и оперативной группы по людям в 2,6 раза, по орудиям и минометам в 4,5 раза. Превосходство в количестве танков было абсолютным, так как танков у наших войск почти не было.

Против войск 50-й и 3-й армий были развернуты три армейских корпуса 2-й немецкой армии.

Несмотря на указание Ставки от 27 сентября о переходе к обороне, командующий фронтом готовил наступление на Глухов соединениями группы генерал-майора Ермакова и в значительной мере по этой причине не создал необходимых для обороны резервов.

В резерве фронта к 30 сентября имелись только две стрелковые, одна танковая дивизии и одна танковая бригада. Эти соединения были расположены за правым крылом фронта в районе Брянска.

Наступление 2-й танковой группы [2-я немецкая танковая группа 6 октября была переименована во 2-ю танковую армию.] началось 30 сентября. Используя свое абсолютное превосходство в танках, ее корпуса прорвали оборону войск Брянского фронта в стыке 13-й армии и группы генерал-майора Ермакова и 1 октября вышли в район Севска, откуда начали развивать наступление на северо-восток: 24-м моторизованным корпусом — на Орел, Тулу, 47-м — на Карачев, Брянск.

Вследствие того, что командующий Орловским военным округом не выполнил задачи по организации обороны города Орла, 24-му моторизованному корпусу противника удалось 3 октября ворваться в город Орел. В связи с создавшейся тяжелой обстановкой на Брянском фронте Ставка Верховного Главнокомандования 2 октября приказала 49-ю армию Резервного фронта направить для обороны района Орла. Однако войска этой армии не успели к решающим событиям прибыть в указанный ей район.

Командующий Брянским фронтом решил ликвидировать прорыв ударом группы генерал-майора Ермакова с юга и двух дивизий 13-й армии с севера. Но эти силы не могли преодолеть сопротивления прикрывавших фланги 2-й танковой группы вражеских соединений 35-го армейского и 48-го моторизованного корпусов.

6 октября 47-й моторизованный корпус занял Карачев и вышел в район восточнее Брянска. К этому же времени начавшая со 2 октября наступление 2-я немецкая армия, используя успех 4-й армии, своим 13-м армейским корпусом вышла "к Сухиничи, а ее 43-й армейский корпус начал охватывать 50-ю армию с севера, стремясь соединиться у Брянска с войсками 2-й танковой армии.

К исходу 6 октября войска Брянского фронта оказались расчлененными на три части.

Попытка командующего фронтом путем контрударов ликвидировать прорыв противника и восстановить фронт успеха не имела. Подвижные войска 2-й танковой армии противника, развивая наступление из района Шостка, Глухов в северо-восточном направлении, вышли на фронт Карачев, Мценск и перехватили коммуникации основных сил Брянского фронта.

Для сохранения сил фронта Ставка Верховного Главнокомандования решила отвести войска Брянского фронта на новый рубеж. Командующему фронтом было приказано нанести удар в восточном направлении и отойти на фронт Мценск, Поныри, Фатеж, Льгов.

Одновременно с этим в целях оказания содействия отходу войск Брянского фронта было приказано вновь сформированному 1-му гвардейскому стрелковому корпусу, которым командовал генерал-майор Лелюшенко Д. Д., находившемуся в распоряжении Ставки, нанести удар из района Мценска на Орел, а 7-й гвардейской стрелковой дивизии из района Курска на Фатеж навстречу войскам 3-й и 13-й армиям.

Немецкое командование, решив, что с выходом 47-го моторизованного корпуса к Брянску окружение армий Брянского фронта завершено и первоначальная задача 2-й танковой армии выполнена, 7 октября поставило ей задачу на продолжение наступления: удерживая район Брянска, при первой возможности начать наступление на Тулу и далее на Коломну, Каширу и Серпухов и одновременно с этим овладеть Курском. Уничтожение советских войск в районе Брянска возлагалось на 2-ю армию, которой для этой цели с 10 октября передавалась из 2-й танковой армии 35-й армейский корпус (четыре пехотные дивизии) и 1-я кавалерийская дивизия. В дальнейшем 2-я армия должна была развивать удар на Тулу и Калугу.

Отход войск Брянского фронта, начавшийся 9 октября, осуществлялся в исключительно тяжелой обстановке.

Основные коммуникации фронта были перехвачены вышедшими на его тылы соединениями 2-й танковой армии противника. Вследствие расчленения войск фронта на три изолированные друг от друга группировки и отсутствия надлежащего управления со стороны командования единого удара по группировке противника в районе Орла организовать не удалось. 3-я и 13-я армии с боями пробивались на рубеж, указанный Ставкой, а 50-я армия лесами отходила на восток к Белеву, куда несколькими днями раньше отошел штаб фронта.

С 12 октября, после убытия командующего фронтом вследствие ранения, Ставка подчинила себе армии Брянского фронта и сама руководила их отходом.

Отходившие из Брянских лесов на фронт Поныри, Льгов войска 13-й и 3-й армий боями сковали 47-й моторизованный и 35-й армейский корпуса противника южнее Брянска; удары 7-й гвардейской дивизии со стороны Курска и группы генерал-майора Ермакова с юга заставили 48-й моторизованный корпус противника вместо наступления на Курск перейти к обороне на р. Свапа к югу от Дмитриева-Льговского. 24-й моторизованный корпус врага был вынужден оставить до полутора дивизий гарнизонами в Орле и Кромах, остальные его части были остановлены 1-м гвардейским стрелковым корпусом, развернувшимся у Мценска.

В результате сопротивления войск Брянского фронта, сковавших главные силы 2-й танковой армии противника юго-Восточнее Брянска, и стойкой обороны войск 1-го гвардейского стрелкового корпуса у Мценска наступление противника на тульском направлении было задержано на две недели.