На этом рубеже (Смоленск - Ельня - Кричев - Быхов) 2-я танковая группа и остановилась. Фланги группы слишком растянулись, а вермахт не имел достаточных подкреплений для усиления рубежей. Растянутость флангов и значительные потери заставили немцев остановиться и начать продвижение "отстающих" войск, дабы уравнять линию фронта. К тому моменту советские войска относительно передовых подразделений группы армий "Центр" одним своим расположением грозили глубокому танковому "клину". 13-я и 21-я армии все еще удерживали оборону в районе Гомеля. В такой ситуации передовые немецкие дивизии были вынуждены остановиться и занять оборону. Генеральный штаб пришел к выводу, что противник в ближайшее время не рискнет продолжить наступление в районе Смоленска, ограничится лишь небольшими наступательными операциями в районе Смоленска. Соответственно необходимо было укрепить армии, угрожавшие южному флангу группы армий "Центр". Г. К. Жуков на докладе у Сталина выдвинул идею контрнаступления под Ельней. "Вы вот тут докладывали об организации операции под Ельней. Ну и возьмитесь лично за это дело" - сказал Сталин. Так началась подготовка наступательной операции.

На 25 июля под Ельней немцы держали 10-ю танковую дивизию и дивизию СС "Рейх", а также другие подразделения. Им противостояла ослабленная 24-я советская армия. На подготовку наступлния требовался приблизительно месяц. В течение этого периода по позициям немецких частей необходимо было обрушивать артиллерийский огонь и наносить быстрые контрудары. Весь август немцы несли большие потери в этом районе, поэтому уже в начале месяца командующий танковой группы Гудериан настойчиво требовал отвести подразделения с этого выступа. Но высшее армейское командование отклоняло эти требования под предлогом необходимости удержания данного плацдарма для подготовки наступления на Москву.

В конце августа танковая группа Гудериана начала наступление в южном направлении с целью окружить киевскую группу советских войск. Таким образом основная часть моторизованных подразделений оставила ельнецкий выступ. Буквально за день до начала советского наступления Гудериан затребовал в свое распоряжение 46-й танковый корпус, который располагался в районе Ельни. В советских же дивизиях начались последние приготовления.

Утром 30 августа 24-я армия и несколько дивизий 43-й армии начали наступление, которому предшествовала артиллерийская подготовка. В бой были брошены все наличные силы авиации. Чтобы предотвратить переброску подвижный соединений противника, советские части наносили второстипенные удары не только на ельнецком участке, но и гораздо южнее. Таким образом значительная часть танковых и моторизованных дивизий остались в районе Трубчевска и Коропа.

Ведя интенсивный огонь, советские дивизии перемалывали противника. В критический момент киевской операции немцам крайне необходимо было удержать ельнецкий участок. Сюда перебрасывались наличные силы. Понесла огромные потери и откатывалась назад 24-я пехотная немецкая дивизия - сюда для нанесения фронтальной контратаки была переброшена 10-я танковая дивизия. Срочно выдвигалась дивизия СС "Рейх", однако она понесла значительные потери в боях со 107-й стрелковой двиизией, а 3 сентября дивизия СС "Рейх" вместе с 10-й танковой дивизией были переброшены на южное направление. Теперь основная тяжесть обороны легла на пехотные дивизии. 157-я, 178-я, 268-я, 292-я пехотные немецкие дивизии были введены в бой с целью задержать продвижение советских войск. Но все их старания были напрасны и лишь увеличивали потери - не хватало артиллерии и минометов, основаня часть авиации была переброшена на киевское направление. Утром 6 сентября в Ельню вошли советские части. Через города проходили дивизии, которые продолжали наступление на запад, срезая ельнецкий выступ. Всего за август-сентябрь немцы потеряли около 47000 человек, а пять дивизий были почти полностью разгромлены. За проявленный героизм 100-я (генерал-майор И. Н. Руссиянов), 127-я (полковник А. З. Акименко), 153-я (генерал-майор Н. А. Гаген), 161-я (полковник П. Ф. Москвитин) стрелковые дивизии были переименованы в гвардейские.