Положение, сложившееся на фронте 3-й танковой армии к 31 августа, выглядело достаточно безрадостно. Соединения армии понесли тяжелые потери, несущественно продвинувшись вперед, и увязли в оборонительных построениях противника. Главные силы 3-й танковой армии по-прежнему оставались на восточном берегу реки Вытебеть; об окружении противника в районе Колосово, Глинная, в соответствии с первоначальным замыслом операции, не приходилось и думать. В этих условиях командованием Западного фронта было принято решение о переносе главного удара 3-й танковой армии в направлении Ожигово, Перестряж, Речица.

В соответствии с полученной директивой командованием 3-й танковой армии было принято решение перебросить на правый фланг армии 15-й танковый корпус и 264-ю стрелковую дивизию [47] . Отданные приказы предусматривали захват переправ через реку Вытебеть силами 264-й стрелковой дивизии, после чего 15-й танковый корпус должен был форсировать Вытебеть по захваченным переправам, обогнать пехоту и развивать наступление на Перестряж и Речицу. Атака была запланирована на 15 часов 45 минут 2 сентября [48] . Однако вследствие несвоевременной смены 264-й стрелковой дивизии частями 61-й армии 264-я стрелковая дивизия не смогла своевременно прибыть в исходный район для наступления. Не обнаружив в 15 часов 30 минут частей 264-й стрелковой дивизии на исходных позициях для наступления, командир 15-го танкового корпуса решил самостоятельно, не дожидаясь частей 264-й стрелковой дивизии, форсировать Вытебеть и атаковать Ожигово силами 17-й мотострелковой бригады своего корпуса. К 22 часам 30 минутам 2 сентября 17-я мотострелковая бригада форсировала Вытебеть и завязала бой за Ожигово, а танковые бригады приступили к поискам брода. В ночь на 3 сентября к Вытебети подошли передовые части 264-й стрелковой дивизии. Около полудня 3 сентября на западный берег Вытебети были переправлены основные силы 195-й танковой бригады 15-го танкового корпуса и два полка 264-й стрелковой дивизии. К часу ночи 4 сентября части 15-го танкового корпуса и 264-й стрелковой дивизии заняли Ожигово [49] . Попытка развития атаки в направлении Перестряж не принесла успеха. 5 сентября в штаб 3-й танковой армии поступила директива командования о прекращении дальнейшего наступления и переходе к обороне [50] .

В ходе боевых действий за период с 21 августа по 9 сентября потери войск 3-й танковой армии составили 26 372 чел. из 60 852 чел., состоявших в войсках армии на 21 августа (без учета 3-го танкового корпуса, 342-й стрелковой дивизии и 105-й стрелковой бригады). Из выбывших 26 372 чел. потери убитыми составляли 5210 чел., ранеными – 13 880 чел., заболело, пропало без вести и выбыло из состава армии по другим причинам 7282 чел. [51] Наибольшая доля потерь пришлась на пехоту и мотострелков танковых корпусов: за период операции 154-я стрелковая дивизия потеряла 52 % личного состава, 264-я стрелковая дивизия – свыше 60 %, 13-я мотострелковая бригада 12-го танкового корпуса – 45 %, 17-я мотострелковая бригада 15-го танкового корпуса – 54 % личного состава. Армейский запасный полк, имея к началу операции 2242 чел. преимущественно старших призывных возрастов ( «…причем в запасном полку специалистов не было совершенно, а только пехота») , оказался не в состоянии хотя бы частично скомпенсировать понесенные войсками армии потери. Численность пополнения, полученного армией за период операции, составила 198 чел. танкистов и около 200 чел. начсостава (при общей численности потерь начсостава 2065 чел., младшего начсостава – 5049 чел.) [52] .

За период с 22 августа по 5 сентября соединения 3-й танковой армии потеряли 224 танка из имевшихся к началу операции 432 танков; из них потери от огня артиллерии противника составили 131 танк, от действий авиации 35 танков и на минных полях 58 танков. Среди общих потерь безвозвратные потери составили 117 танков [53] . За время операции войсками армии было эвакуировано 426 подбитых и неисправных танков, в том числе 58 КВ, 205 Т-34, 150 Т-60 и Т-70, 5 американских и 8 трофейных немецких танков. « В первую очередь эвакуировались танки, имеющие незначительные повреждения, что позволяло их быстро восстанавливать и снова вводить в строй. Отдельные танки за период операции по 3 и даже 4 раза эвакуировались подбитыми с поля боя и поэтому восстанавливались также по нескольку раз» [54] . За период с 22 августа по 8 сентября армейскими, корпусными и бригадными ремонтными средствами было произведено 151 текущий, 125 средних и 15 капитальных ремонтов [55] . 104 танка из числа эвакуированных (14 КВ, 46 Т-34, 7 Т-70, 24 Т-60, 5 американских и 8 немецких танков) требовали капитального ремонта на заводах промышленности или не подлежали восстановлению [56] . Эвакуация подбитых и неисправных танков сильно осложнялась разнотипностью и маломощностью эвакуационных средств. Помощник командующего армией по автобронетанковой технике полковник Соловьев констатировал в своем докладе, что « …часто при эвакуации сильно застрявшего танка на поле боя приходилось вытягивание танка производить несколькими тракторами одновременно. Опыт показал, что вытянуть застрявший танк несколькими тракторами разных марок можно и это на тракторах вредно не отражается, если буксировка не превышает 100 метров» [57] . Отмечалось также, что « …войсковые части не выполняют приказа НКО № 0292, производя самовольную замену годных деталей на негодные, а в отдельных случаях и «раскулачивания», что является характерным для танков, поступавших в ремонт» [58] .

За время операции артиллерия армии потеряла подбитыми 10 45-мм орудий, 2 76,2-мм полковых пушки, 19 76,2-мм дивизионных пушек, 2 122-мм гаубицы, 1 122-мм пушку, 1 152-мм гаубицу, 51 50-мм миномет, 10 82-мм минометов и 3 120-мм миномета [59] .

За период с 22 августа по 8 сентября войска армии израсходовали 3760 тонн боеприпасов (235 вагонов), 996 тонн горюче-смазочных материалов (27 вагонов) и 1440 тонн продовольствия и фуража (140 вагонов). Поступление за тот же период составило 218 вагонов боеприпасов, 29 вагонов горюче-смазочных материалов и 146 вагонов продовольствия и фуража. К 5 сентября запас артиллерийских выстрелов в войсках сократился до примерно половины боекомплекта [60] , « …артиллерия была выключена из решения боевых задач» [61] .

1 и 2 октября в штабе армии, отведенной в резерв Ставки Верховного Главнокомандования в район Калуги, состоялся разбор проведенной войсками армии операции. Трудно было спорить с тем, что «первый блин» (первый опыт применения в боевой обстановке танковой армии) в известной степени оказался «комом» – основным итогом трех недель кровопролитных боев, стоивших армии почти 45 % личного состава и чуть более чем половины танков, оказалось продвижение войск вперед на 6–8 км на 20-километровом фронте и освобождение 11 населенных пунктов, что вряд ли можно было счесть удовлетворительным результатом. Наряду с заслуживающими самой высокой оценки упорством и решительностью, проявленными войсками армии в ходе операции, отмечались и многочисленные недостатки в боевой подготовке, в организации взаимодействия, в управлении войсками и в применении войск.

Говоря о недостатках боевой подготовки войск, участники разбора, в частности, указывали: « Наша пехота наступает скученно. Нет боевых порядков на поле боя. Не видно, где же идет взвод, а где рота, батальон. В результате такой скученности при первом огневом налете наша пехота несет большие потери. Подразделения и даже части перемешиваются между собой. В этом случае управление не только нарушается, а очень часто совсем отсутствует. Особенно это положение имеет место при налете вражеской авиации.