В этих условиях командование Юго-Западного фронта решило ввести в бой свои последние резервы с тем, чтобы не только остановить дальнейшее продвижение вражеских войск на елецком направлении, но ударом во фланг и тыл елецкой группировки противника разгромить ее. В последующем намечалось выйти в район Верховье, создать угрозу тылу 2-й немецкой танковой армии и содействовать войскам левого крыла Западного фронта в ее разгроме.

С этой целью в начале декабря была создана и скрытно сосредоточена в районе Тербуны ударная группа фронта под командованием генерал-лейтенанта Костенко Ф. Яв составе кавалерийского корпуса (три кавалерийские дивизии), двух стрелковых дивизий, мотострелковой и танковой бригад. Ударная группа фронта получила задачу нанести удар в общем направлении на Ливны. Войскам 3-й и 13-й армий, а также правого фланга 40-й армии была поставлена задача, прочно удерживая занимаемые рубежи, активными действиями сковать силы противника на своих участках. Одновременно в районе севернее Ельца была создана ударная группа 13-й армии в составе кавалерийской дивизии, стрелковой и танковой бригад, которая должна была нанести вспомогательный удар в обход Ельца с северо-запада. Таким образом планировалось провести операцию на окружение елецкой группировки врага.

Наступление наших войск было намечено на утро 6 декабря. Однако в связи с задержкой сосредоточения танковой бригады и частичным запозданием с выходом частей кавалерийского корпуса в исходное положение для наступления начало наступления ударной группы фронта было перенесено на утро 7 декабря.

Перед войсками правого крыла Юго-Западного фронта действовало более пяти дивизий противника. При этом против наших 13-й армии и ударной группы фронта действовало до 2,5 пехотных дивизий 2-й полевой армии группы армий «Центр». Наиболее плотную группировку противник имел в районе Ельца.

Наступление началось действиями войск 13-й армии под командованием генерал-майора Городнянского А. М. на направлении вспомогательного удара фронта. Войска 13-й армии перешли в наступление б декабря, нанося удар своей ударной группировкой в общем направлении на Казаки. В течение первого дня наступления войска армии не имели значительного территориального успеха, но они отвлекли внимание противника от направления главного удара фронта. Немецко-фашистское командование в течение 6 и 7 декабря за счет ослабления участка перед нашей ударной группой фронта усиливало свои части в районе Ельца. Это дало возможность ударной группе фронта нанести с утра 7 декабря внезапный удар по ослабленной группировке врага.

В этот же день войска 13-й армии завязали бои непосредственно за Елец. Противник оказывал упорное сопротивление, но под угрозой окружения в ночь на 9 декабря начал вывод своих частей из города. 9 декабря Елец был полностью очищен от немецко-фашистских захватчиков.

10 декабря войска 13-й армии перешли в наступление на всем фронте. Попытки противника упорной обороной и контратаками задержать наступление войск армии успеха не имели. В течение дня наши войска продвинулись на 6—16 км, сломили сопротивление врага и вынудили его поспешно отступать в западном и северо-западном направлениях.

В полосе действия ударной группы фронта события в течение 7—10 декабря развивались следующим образом.

Перейдя в наступление 7 декабря, левофланговые соединения группы (кавалерийский корпус) встретили упорное сопротивление противника и за день боя продвинулись на 2—4 км. В то же время правофланговая стрелковая дивизия, удар которой пришелся по ослабленному фронту врага, продвинулась на 5—15 км. В последующие дни части ударной группы, преодолевая сопротивление вражеских войск, успешно развивали наступление в северном направлении." Кавалерийский корпус постепенно наращивал темпы продвижения. 8 декабря корпус с боями продвинулся до 10 км, 9 декабря —до 12, а 10 декабря — на 20 км. К середине дня 10 декабря части ударной группы фронта выдвинулись в район западнее Чернова, перерезали главную коммуникацию противника — дорогу Ливны, Елец — и отрезали врагу пути отступления на запад.

В сложившейся обстановке, чтобы добиться окружения отходивших на северо-запад основных сил 34-го армейского корпуса врага, было необходимо увеличить темп наступления и изменить направление удара 13-й армии и ударной группы фронта, нацелив их на Верховье. Этому способствовала и общая обстановка на правом крыле Юго-Западного фронта. 3-я армия, которой командовал генерал-майор Крейзер Я. Г., используя успешное наступление войск левого крыла Западного фронта, перешла в наступление всеми силами. 40-я армия под командованием генерал-майора Подласа К. П. на ряде участков также перешла к активным действиям.

11 декабря командующий Юго-Западным фронтом приказал 13-й армии усилить темп наступления и к исходу 13 декабря выйти на рубеж Верховье, Ливны и южнее [ВИО ГШ, «Елецкая операция», Воениздат, 1943, стр. 29.].

Ударной группе фронта было приказано силами одной кавалерийской дивизии и мотострелковой бригады овладеть районом Хомутово, Верховье; силами кавалерийского корпуса — выйти в район Муромцево, Россошное (соответственно 12 км восточнее и 18 км юго-восточнее Хомутово); силами правофланговой стрелковой дивизии продолжать наступление в северном направлении и выйти на железную дорогу севернее Чернова.

Таким образом, на войска 13-й армии возлагалась задача создать внешний фронт окружения, а ударная группа фронта должна была создать внутренний фронт окружения основных сил елецко-ливенской группировки врага и завершить ее разгром.

Выполняя поставленные задачи, войска 13-й армии и ударной группы фронта к 13 декабря окружили основные силы двух пехотных дивизий 34-го армейского корпуса противника. Начальник немецкого генерального штаба сухопутных войск Гальдер еще 12 декабря записал в своем служебном дневнике: «134-я и 45-я пехотные дивизии вообще более не боеспособны. Снабжение не подвозится. Командование частями на участке фронта между Тулой и Курском потерпело банкротство» [Архив трофейных документов ВИО ВНУ ГШ, перевод 483, л. 164.].