После поражения, понесенного 2-й гвардейской армией, Толбухин уже сомневался в возможности удержать плацдарм, но пока еще собирался его оборонять. В 10.00 он приказал находившейся в резерве 151-й стрелковой дивизии занять позиции на восточном берегу. Смененный ей 2-й гвардейский механизированный корпус, напротив, направлялся на плацдарм, правда, во второй эшелон. Он должен был контратаковать в случае неприятельского прорыва. Остатки 37-й гвардейской танковой бригады были отведены на восточный берег Миуса. Толбухин не знал, что в 10.30 (12.30 по московскому времени) 1 августа Хауссер получил приказ штаба группы армий «Юг» о выводе корпуса СС из боя. Манштейн рассчитывал использовать его для отражения ожидавшегося советского наступления в районе Харькова. Но уже в 4.00 два батальона полка «Фюрер» стали выдвигаться для атаки высоты 203,4 под прикрытием дымовой завесы, поставленной реактивными шестиствольными минометами (советские солдаты по аналогии со знаменитыми «катюшами» ласково называли шестиствольные минометы «ванюшами» — получалось, что реактивная артиллерия двух враждующих сторон образует как бы влюбленную парочку). С захватом этой высоты можно было подавить советские артиллерийские позиции в районе высоты 213,9. Атака проводилась без артиллерийской подготовки, в расчете на внезапность. Бойцы Штадлера прошли 3 км, подавив сопротивление не ожидавших нападения советских подразделений, и уже в 8.45 (в 10.45 по московскому времени) заняли высоту 203,4. Всего через 45 минут после того, как Толбухин отдал приказы своим войскам, оборона плацдарма, похоже, стала безнадежна.

Тут у немцев случилась накладка. У Штадлера в тот момент еще не было связи со своими. После того как советское командование поняло, что высота захвачена противником, на нее последовал артналет по западному склону высоты. На немецких позициях решили, что русские контратакой оттеснили батальоны Штадлера на западный склон, и, в свою очередь, открыли мощный артогонь по гребню высоты. Гренадеры «Фюрера» спешно попрятались в вырытых красноармейцами убежищах, а Штадлер со штабом укрылись под подбитым советским танком.

На других участках советская артиллерия была к 11.00 подавлена мощной артподготовкой силами 600 орудий и реактивных минометов. К 17.30 полк «Дойчланд» очистил Степановку от советских войск. Ее оборона была ослаблена отходом накануне правофланговых частей 24-й гвардейской стрелковой дивизии. Эсэсовцы захватили позиции советской артиллерии, фланкировавшей пространство перед высотой 213,9.

Дивизия «Тотенкопф» утром 1 августа имела 19 боеготовых танков, включая 3 «тигра», а также 6 командирских танков, 14 штурмовых орудий и 16 «Мардеров». Атака на высоту 213,9 была начата в 13.30. Час спустя главная полоса обороны на высоте была прорвана. К 17.00 высота 213,9 была захвачена. Обороняющие высоту советские части подвергались интенсивному обстрелу со стороны высоты 203,4. С ее захватом гренадерами Штадлера вся советская оборона на плацдарме начала разваливаться. Дивизию «Тотенкопф» безуспешно контратаковала одна из бригад 4-го гвардейского мехкорпуса.

16-я моторизованная и 23-я танковая дивизии в это время теснили советские 24,49 и 87-ю гвардейские стрелковые дивизии, которые после падения высоты 203,4 не могли удержать свои позиции, поскольку лишились помощи в виде фланкирующего артиллерийского огня и, наоборот, оказались под прицельным огнем немецкой артиллерии. Уже в 14.30 командующий 2-й гвардейской армией приказал 24-й гвардейской стрелковой дивизии отступить к балке Ольховчик, а в 15.00 он стал выводить из боя 13-й гвардейский стрелковый корпус. 49-я гвардейская стрелковая дивизия должна была отступить на восточный берег реки Ольховчик, 86-я гвардейская стрелковая дивизия выводилась в резерв, а 87-я — занимала оборону на восточном берегу Миуса. К балке Ольховчик перебрасывались также бригады 4-го гвардейского механизированного корпуса. 31-й гвардейский стрелковый корпус, согласно донесению его штаба, якобы потерял в этот день всего лишь 209 убитых и 475 раненых, ухитрившись и на этот раз не показать в потерях пропавших без вести. Между тем по характеру боев в этот день, когда советские войска вынуждены были под непрерывным давлением противника отступать со своих позиций, пропавших без вести как раз должно было быть особенно много.

Тем временем с юга боевая группа XXIX армейского корпуса при поддержке 12 штурмовых орудий нанесла удар встык 13-го гвардейского стрелкового корпуса и правофланговых соединений 28-й армии. Немецкая пехота заняла Елизаветинский, равно как и высоту 168,5. В документах же штаба 28-й армии эта высота еще и в 20.00 числилась удерживаемой силами 127-й и 347-й стрелковых дивизий. Вероятно, штаб армии еще рассчитывал вернуть эту важную высоту и не хотел огорчать командование фронта. 347-я дивизия в этот день потеряла 190 убитыми и 858 ранеными, а 127-я — 21 убитыми и 59 ранеными. Пропавших без вести, как всегда, не было. По утверждению соединений 28-й армии, 1 августа они уничтожили 8 вражеских танков и 2 штурмовых орудия «фердинанд», которых в 6-й армии в тот момент не было ни одной штуки.

1 августа 8-я воздушная армия смогла послать в бой только 192 самолета, которые произвели 342 вылета, потеряв 18 самолетов. На следующий день боеготовыми были лишь 176 самолетов.

Толбухин к вечеру 1 августа добился от Сталина разрешения на эвакуацию плацдарма. В 2.00 части 31 — го гвардейского стрелкового корпуса начали отходить на восточный берег Миуса под прикрытием арьергардов. С наступлением темноты начали покидать плацдарм и дивизии 28-й армии. К утру 2 августа туда отошли все дивизии 2-й гвардейской армии. За Миусом остались только 13-я и 14-я гвардейские мехбригады 4-го механизированного корпуса, которые продолжали арьергардные бои. К исходу дня на восточный берег переправились и они. В 17.20 дивизия «Тотенкопф» заняла старые немецкие окопы на западном берегу Миуса. Сражение закончилось.

3 августа II танковый корпус СС начал переброску в районы Дебальцево и Краматорска для последующих действий в районе Харькова. 4 и 5 августа войска Южного фронта пытались вновь захватить плацдарм, но не слишком активно, и успеха не имели. Советские танки отсекались от пехоты и уничтожались немецкой артиллерией. Эти атаки привели к большим потерям в танках. Число боеспособных танков во 2-м гвардейском мехкорпусе с 3 по 6 августа упало с 98 до 43.

В дивизиях 1-го гвардейского стрелкового корпуса после отступления с плацдарма насчитывалось 8579 человек. Им удалось сохранить большую часть своей артиллерии.

В период с 17 по 27 июля 2-я гвардейская армия и приданный ей 4-й гвардейский мехкорпус потеряли, согласно донесению ее штаба, 23 770 убитыми, ранеными и пропавшими без вести. Наводит на невеселые размышления отсутствие данных о потерях в последующие дни, с 28 июля по 2 августа, когда во время немецкого контрнаступления они явно были наибольшими. 31-й гвардейский корпус 5-й ударной армии потерял, по донесению его штаба, в период с 17 июля по 8 августа 2446 убитыми и 10 347 ранеными и больными. Почти все эти потери пришлись на период до 2 августа, так как позднее активные боевые действия на Южном фронте прекратились. Но и в данном случае на явный недоучет потерь указывает отсутствие категории пропавших без вести. С 1 по 10 августа войска Южного фронта потеряли 6249 убитыми, 4258 пропавшими без вести и 18 846 ранеными. Подавляющее большинство этих потерь приходится на 1 и 2 августа, когда шли бои на плацдарме. Число уничтоженных и подбитых советских танков командование 6-й немецкой армии оценило в 585.