К 29 июля войска и авиация Западного и Брянского фронтов завершили разгром болховской группировки. Остатки разгромленных дивизий противника поспешно начали отступать на запад.
Наступлению 3-й и 63-й армий Брянского фронта, начавшемуся из района западнее Новосиля, предшествовала еще более мощная авиационная подготовка, чем на болховском направлении. В ночь на 12 июля авиация дальнего действия и бомбардировщики 15-й воздушной армии совершили более 600 самолето-вылетов и сбросили на обьекты врага в главной полосе обороны около 550 тонн бомб. А утром на противника обрушились штурмовики 3-го штурмового авиационного корпуса (командир корпуса генерал М. И. Горлаченко). Действуя большими группами самолетов, они уничтожили и подавили многие огневые средства и войска на участке прорыва. За пять минут до начала атаки войск 89 бомбардировщиков сбросили 500 фугасных и более 3 тыс. осколочных бомб на важнейшие узлы сопротивления и артиллерийские позиции врага.
Массированные действия бомбардировщиков и штурмовиков и артиллерии деморализовали противника, и первое время он не оказывал серьезного сопротивления. Советские войска с ходу овладели двумя траншеями обороны и начали успешно продвигаться вперед. Уцелевшие огневые точки и узлы сопротивления неприятеля уничтожались небольшими группами штурмовиков. Начальник штаба 3-й общевойсковой армии генерал М. В. Ивашечкин писал, что
"действия штурмовиков над полем боя дали возможность наземным войскам быстро продвинуться вперед и овладеть опорными пунктами и узлами вражеской обороны".
Гитлеровское командование спешно начало перебрасывать в район сражения свои резервы и дивизии с неатакованных участков фронта и с ходу вводить их в бой. Сюда же были перенацелены основные усилия немецкой авиации, которая группами по 40 - 50 самолетов стала наносить удары по боевым порядкам нашей пехоты, танкам и переправам на реке Зуша. Но истребители 1-го гвардейского истребительного авиационного корпуса были начеку, в 48 групповых воздушных боях они сбили 67 самолетов противника.
Развивая успех, наши пехотинцы и танкисты при поддержке авиации продолжали теснить противника и к 16 июля вышли на реку Олешня, на западном берегу которой гитлеровцы создали оборонительный рубеж. Чтобы ускорить прорыв обороны, командующий фронтом ввел в сражение 3-ю гвардейскую танковую армию. На ее поддержку и прикрытие генерал Н. Ф. Науменко выделил основные силы 15-й воздушной армии: 120 штурмовиков, 112 бомбардировщиков и 200 истребителей.
В 8 часов 19 июля по артиллерийским батареям, скоплению пехоты и танков врага 63 бомбардировщика нанесли удар на участке ввода в сражение танковых войск. Штурмовики тем временем подвергли воздействию объекты врага на флангах. Спустя три часа под прикрытием истребителей танковые корпуса стали вводиться в сражение. Гитлеровское командование направило против них авиацию, которая группами от 8 до 35 бомбардировщиков под прикрытием истребителей пыталась задержать наступление наших войск. Завязались ожесточенные воздушные бои, в которых истребители сбили 23 самолета противника и вынудили большую часть бомбардировщиков повернуть обратно. Командующий 3-й гвардейской танковой армией генерал П. С. Рыбалко объявил благодарность летчикам за их отличные действия.
При активной поддержке авиации войска Брянского фронта прорвали промежуточный рубеж обороны немцев, вышли на реки Ока и Оптуха, где завязали бои по прорыву проходившего здесь последнего рубежа обороны. Противник, боясь окружения, начал спешно отводить свою группировку войск из Орла. Утром 1 августа воздушная разведка обнаружила движение до 300 автомашин из города на запад, и по ним сразу же 15-я и 16-я воздушные армии нанесли удары. В условиях полного господства в воздухе штурмовики и бомбардировщики вели боевые действия с малых высот и с бреющего полета, производя по нескольку заходов на колонны противника. Бомбардировщики одновременно наносили удары по железнодорожным эшелонам, мостам и переправам на путях отхода врага, а ночью самолеты По-2 сбрасывали на войска осколочные бомбы.
В течение пяти дней 15-я воздушная армия совершила около 4800, а 16-я воздушная армия свыше 5000 самолетовылетов, из которых больше 50% по отходившим войскам. Дороги, по которым действовала наша авиация, были усеяны трупами немецких солдат и загромождены разбитыми автомашинами, танками и другой боевой техникой.
На рассвете 4 августа войска 63-й и 3-й армий при активной поддержке авиации ворвались в Орел и завязали уличные бои. К утру 5 августа город был полностью очищен от немецких оккупантов. Вечером 5 августа в честь советских воинов, освободивших Орел и Белгород, столица нашей Родины Москва впервые в Великой Отечественной войне салютовала орудийными залпами.
Наступательные действия Западного и Брянского фронтов заставили противника перебросить на усиление своей 2-й танковой армии часть дивизий с южного фаса Орловского выступа. Используя это, войска Центрального фронта 15 июля также перешли в контрнаступление. В течение трех дней они восстановили свое положение, занимаемое к 5 июля, а к 6 августа освободили город Кромы.
Эффективную поддержку войскам оказали соединения 16-й воздушной армии. Встречая относительно слабое сопротивление воздушного противника, они совершали ежедневно до 1 тыс. и более самолето-вылетов и причиняли врагу серьезный урон в живой силе и боевой технике.
После освобождения городов Болхов, Орел и Кромы советские войска перешли к преследованию остатков разгромленной группировки противника. Ставка ВГК потребовала в это время основные усилия 15-й и 16-й воздушных армий и авиации дальнего действия переключить на уничтожение отступавших войск. Выполняя эту задачу, штурмовики и бомбардировщики вылетали по вызову воздушных разведчиков и действовали по автоколоннам на шоссе Кромы Карачев и железной дороге Орел - Хотынец - Карачев - Брянск. По этим же объектам периодически действовали истребители, а ночью фронтовые и дальние бомбардиров-шики. В результате активных действий авиации с 6 по 10 августа было уничтожено до 60 железнодорожных эшелонов, много танков и автомашин.
К 18 августа операция на орловском направлении была закончена. Наши войска при поддержке авиации разгромили 21 дивизию немцев и ликвидировали Орловский выступ, создав благоприятные условия для проведения последующих наступательных операций. За 36 суток фронтовая и дальняя авиация совершила 60995 самолето-вылетов, сбросив на объекты врага 15 тыс. тонн бомб. Немецкая авиация потеряла за это время более 1400 самолетов, из которых свыше 1320 были уничтожены в воздушных боях и 80 - на аэродромах. Все попытки гитлеровского командования вернуть утерянную инициативу закончились провалом. Советские ВВС прочно удерживали господство в воздухе.
