为了扩大战果，加快推进速度，中央方面军出敌预料，把主突方向上的基本兵力第13集团军、第2坦克集团军，以及最高统帅部调来的第61集团军集中到左翼，在科诺托普方向上发起进攻，取得重大胜利。至1943年8月31日日终前，突破口的正面扩大到100公里，纵深达60公里。德军由于无力阻止苏军的进攻，被迫于9月1日撤至杰斯纳河和第聂伯河的对岸。苏军中央方面军发现敌军撤退，立即追击。方面军左翼在行进间强渡谢伊姆河，9月9日解放了重要铁路枢纽巴赫马奇，9月15日，又解放了通往基辅道路上的德军重要支撑点涅任，9月19日在切尔尼戈夫以南强渡杰斯纳河，9月21日解放了切尔尼戈夫市。次日，在基辅以北前出到第聂伯河。方面军右翼部队也强渡了杰斯纳河，并在9月16日解放了诺夫哥罗德市。