Зажатые в лесном массиве итальянские и немецкие войска предпринимали отчаянные, но безуспешные попытки прорваться на Новый Оскол. К 24 января был завершен разгром основных сил противника. Только небольшая их часть отошла к реке Оскол. Начальник штаба 2-й венгерской армии доносил об общей обстановке в Будапешт: «Бесспорно, положение ужасное… То, что я видел, было наибольшим разочарованием в моей жизни… Часть высших командиров вела себя безобразно, отходила, бросала ведущие бои подразделения». 21 января командующий группой армий «Б» генерал-фельдмаршал М. Вейхс докладывал Гитлеру: «Вследствие потерь в живой силе и технике этот участок фронта больше невозможно прочно удерживать в своих руках».
Ликвидация россошанской группировки осуществлялась последовательно. Вначале была отсечена, а к 20 января уничтожена ее южная часть в составе почти четырех дивизий. Через неделю завершилась ликвидация войск, вырвавшихся из котла и отошедших в район восточнее Валуек. В плен попали командиры итальянских дивизий Альпийского корпуса «Кунеэнзе», «Юлия» и «Винченца» вместе со штабами. Из итальянского Альпийского корпуса только 6200 человек вырвались из окружения.
15 дней продолжалась Острогожско-Россошанская операция. За эти полмесяца немецкая оборона была прорвана на 250-километровом участке. Советские войска продвинулись на 140 км, освободив территорию в 22,5 тыс. кв. км. Создались благоприятные условия для дальнейшего наступления частей Красной армии на харьковском направлении и в Донбассе. В ходе операции было разгромлено более 15 из 21 дивизии противника, а 6 дивизиям нанесено тяжелое поражение. С 13 по 27 января безвозвратные потери войск вермахта превысили 123 тыс. человек, из них только пленных — 97 тыс. (с учетом около 11 тыс. человек, сдавшихся в плен в полосе наступления 6-й армии). Советские войска захватили 160 танков, 3160 орудий и минометов, 11 424 автомашины. Значительное количество военной техники и имущества противника было уничтожено в ходе боев. В то же время потери советских войск оказались сравнительно небольшими. Например, 3-я танковая армия потеряла менее 12 тыс. человек, а 40-я армия — 4500 солдат и офицеров.
Вместе с тем, несмотря на то, что операция проводилась в выгодных для советских войск условиях, не все имевшиеся возможности были использованы в полной мере. Уничтожение окруженной группировки в районе Острогожска и Россоши продолжалось до 27 января, то есть 9 суток. Связано это было главным образом с тем, что к моменту образования внутреннего фронта окружения на его западном участке оказалось недостаточно сил, чтобы перерезать противнику пути отхода. В итоге некоторым немецким частям удалось вырваться из кольца и избежать пленения. Тем не менее в результате операции были созданы предпосылки для нанесения по противнику еще более мощных ударов.
Воронежско-Касторненская наступательная операция
(24 января — 2 февраля 1943 года)
Подготовка Воронежско-Касторненской наступательной операции. 18 января 1943 года, в день завершения операции в районе Острогожска и Россоши, представитель Ставки ВГК генерал армии А. М. Василевский (только что получивший новое звание. — Примеч. авт.) доложил в Москву свои соображения по поводу новой операции, на этот раз в районе Воронежа и Касторного. Ее целью было: окружить и разгромить немецкую группировку в образовавшемся воронежском выступе, овладеть железнодорожной магистралью Елец — Касторное — Валуйки и создать условия для развертывания наступления, причем без длительной паузы, в направлении Курска и Харькова. Для проведения Воронежско-Касторненской операции складывалась выгодная оперативная обстановка. С вводом 40-й армии на рубеж Семидесятское, Казачек противник оказался охваченным с юга, а с севера ему угрожали войска Брянского фронта.
В воронежском выступе оборонялось до 12 дивизий группы армий «Б». Из них на северном участке действовали 8 дивизий 2-й немецкой армии, а на южном — отошедшие 4 дивизии группы «Зиберт», из них две венгерские (6-я и 9-я). Все дивизии была развернуты в первом эшелоне. В районе образовавшегося выступа германское командование оперативных резервов не имело. Общая численность его войск на этом участке фронта составила 125 тыс. солдат и офицеров, 2100 орудий и минометов, 65 танков. Авиационная группировка насчитывала около 300 самолетов.