В этот же день в 11:30 началось выдвижение на плацдарм оставленного во втором эшелоне 24-го танкового корпуса.
Несмотря на переброску противником резервов (в том числе частей немецких 27-й танковой и 385-й пехотной дивизий, а также батальонов из состава бригад «чернорубашечников») и постоянные контратаки, сопротивление итальянцев начинало слабеть. К исходу дня части 15-го стрелкового корпуса 6-й армии, продвинувшись на 3 км, заняли опорные пункты противника Цапково и Оробинский на второй полосе его обороны. К этому времени плацдарм уже занимал всю полосу ударной группировки 1-й гвардейской и 6-й армий, а глубина его достигала 7—10 км. Согласно оперативной сводке ОКВ от 18 декабря, 318-й пехотный полк, выбитый с позиций в районе Дерзовки, оказался в полном окружении.
Тем временем немецкая воздушная разведка сообщила, что итальянские части во многих местах начали поспешный отход со своих позиций в тыл. В связи с этим представитель командования группы армий «Б» при штабе 8-й итальянской армии Курт фон Типпельскирх (впоследствии ставший известным историком) заявил генералу Гарибольди, что немцы предпримут все меры для остановки этого бегства и что заградотрядам приказано расстреливать задержанных дезертиров. Однако спасти положение это уже не могло.
Дальше всех продвинулся 25-й танковый корпус, занявший село Твердохлебова в 8 км восточнее Богучара. Здесь по реке Богучарка проходил третий и последний рубеж обороны противника. Однако отступающие итальянские части не везде успели занять его.
На этот момент река Богучарка еще не замерзла, а отходящий противник успел взорвать мост через нее между селами Твердохлебова и Расковка. Это задержало наступление на несколько часов, но не более того. Саперы работали всю ночь, и в 4 утра 18 декабря 25-й танковый корпус начал переправу на южный берег реки. К этому моменту его передовые отряды уже находились в селе Барсуки в 7 километрах к югу. Вслед за 25-м корпусом начал переправу и 24-й танковый корпус.
25-й танковый корпус оказался единственным, кому удалось «нащупать» брешь во вражеской обороне и выдержать заранее запланированные темпы наступления. За день 18 декабря его передовая 175-я танковая бригада совершила 50-километровый марш и к вечеру заняла село Алексеевско-Лозовское в 30 км восточнее Чертково. Здесь было захвачено около 400 пленных. Одновременно двигавшийся следом и несколько правее передовой отряд 111-й танковой бригады занял село Сохранное (15 км северо-западнее Алексеевско-Лозовской), захватив здесь в плен около сотни итальянцев. Фактически к этому моменту два итальянских корпуса, занимавших оборону на Среднем Дону, уже оказались охвачены с запада и юго-запада. В ночь на 19 декабря корпус получил приказ командования фронтом — пройдя по тылам противника, не позднее 22 декабря выйти в район Морозовска.
Тем временем шедший правее 17-й танковый корпус после ожесточенного боя 18 декабря вместе с частями 195-й стрелковой дивизии занял Писаревку. Оставив часть сил мотострелковой бригады для окончательного очищения деревни от противника, остальными силами корпус устремился в направлении Кантемировки по двум направлениям.
67-я танковая бригада с частью сил 31-й мотострелковой бригады наступала вдоль реки Богучарка через Талы. Вечером 18 декабря советские танки ворвались в эту деревню, но были встречена упорным сопротивлением двух итальянских батальонов, занявших прочную оборону. Бой здесь продолжался до утра 19 декабря. По утверждениям немцев, в этом бою было уничтожено 18 советских танков[44]. Лишь после того, как на северных подступах к деревне была оставлена 31-я мотобригада, а 67-я танковая бригада обошла Талы с юго-востока и атаковала противника в тыл, сопротивление врага было сломлено, и к середине дня он оставил свои позиции.
Левее 174-я и 66-я танковые бригады без особых проблем двигались через Поповку и Крамаревку. Последняя была достигнута в 0:30 19 декабря. С этого момента последнюю линию обороны противника можно было считать окончательно прорванной.
Правее пехота 267-й стрелковой дивизии (из 6-й армии) и 41-й гвардейской стрелковой дивизии еще к середине дня 18 декабря заняла села Данцевка и Краснодар. Остальные части 4-го гвардейского стрелкового корпуса к исходу дня достигли рубежа Поповка, Барсуки.
Одновременно двигавшийся на левом фланге ударной группы 6-й гвардейский стрелковый корпус занял Вервековку, Лофицкое и наступал на Богучар, обороняемый 298-й немецкой пехотной дивизией. 1-я стрелковая дивизия ворвалась на северо-восточную окраину города, но здесь была остановлена — противник, подбросив из Медово танки и пехотные части на автомашинах, продолжал оказывать упорное сопротивление и предпринимал неоднократные контратаки. Успеху стрелковых соединений во многом способствовала артиллерия на конной тяге, находившаяся непосредственно в боевых порядках частей и широко применявшая стрельбу прямой наводкой. В ночь на 19 декабря сопротивление противника наконец-то было сломлено, немецкие части оставили Богучар и начали спешный отход на юг. К утру 19 декабря части 6-го гвардейского стрелкового корпуса заняли Богучар и село Полтавка в 5 км к югу от него.
С утра 19 ноября приказом Ставки за № 170711 6-я армия передавалась в состав Юго-Западного фронта. Окончательно процесс передачи был завершен к вечеру того же дня.
За три дня боев соединениями 6-й армии было захвачено 2500 пленных, до 100 артиллерийских орудий, около 200 минометов[45]. За это же время армия потеряла 1488 человек, в том числе 304 убитыми и 1184 ранеными[46].
В дальнейшем 6-я армия действовала южнее и юго-западнее Новой Калитвы, прикрывая с запада наступление 1-й гвардейской армии. За неделю наступления своим левым флангом она продвинулась на 30 км, тогда как правый фланг у Новой Калитвы практически остался на месте. К 25–26 декабря перед фронтом армии уже действовали новые части трёх пехотных и одной танковой дивизии (одна итальянская, остальные немецкие). О действиях 17-го танкового корпуса будет рассказано ниже.
Одновременно с прорывом обороны противника на направлении главного удара добились успеха и соединения 1-й гвардейской армии, действовавшие на вспомогательных направлениях. 38-я гвардейская стрелковая дивизия наносила удар с плацдарма в районе Оголева и по обе стороны от него.
Разбитый советской артиллерией итальянский танк L6/40.
К исходу первого дня наступления наши части продвинулась на расстояние до 2 км, захватив высоты 198,7 и 206,3. На левом фланге (в полосе 115-го стрелкового полка) была отражена танковая контратака противника, при этом артиллерией и противотанковыми ружьями было подбито 13 итальянских танков: 5 перед своими позициями, а еще 8 — в глубине нашей обороны. Это наступление было расценено противником очень серьезно: в оперативной сводке ОКВ от 17 декабря отмечалось, что «против дивизии „Посубио“ наступали две русские дивизии и вклинились в позиции до 15 км по фронту и на 6 км в глубину»[47].
В ночь на 17 декабря был замечен отвод войск противника с позиций, однако окончательно его оборона была прорвана лишь 18 декабря, когда 38-я гвардейская стрелковая дивизия после напряженных боев заняла селения Красногоровка, Абросимово и Монастырщина в 20-километровой полосе, обороняемой итальянскими дивизиями «Пасубио» и «Торино», выйдя на рубеж высот юго-западнее этих населенных пунктов.
Наступавшие левее (южнее Мигулинской, в полосе дивизии «Челере») части 153-й стрелковой дивизии к этому времени заняли плацдарм в районе сел Мрыхин, Бирюков, Тихоновский и продолжали наступать на запад в направлении на Мешков. Таким образом, практически все силы противника в полосе обороны 35-го и 29-го армейских корпусов оказались скованы боями — итало-немецкое командование так и не смогло перебросить их к месту основного прорыва. Более того, в район наступления 38-й гвардейской дивизии для отражения удара была переброшена часть 298-й немецкой пехотной дивизии.