10 января началась завершающая операция по ликвидации сталинградского «котла». А через два дня перешли в наступление войска северной группировки Воронежского фронта. Вскоре вступила в действие его южная группировка. Состоялось окружение и расчленение сил противника.
Были освобождены важные в оперативном отношении железнодорожные участки Лиски—Кантемировка и Лиски—Валуйки.
Успешно проведенная Острогожско-Россошанская операция позволила развить дальнейший успех на Верхнем Дону. Вместе с командующим Воронежским фронтом Ф. И. Голиковым Александр Михайлович доложил Верховному Главнокомандующему соображения о Воронежско-Касторненской наступательной операции: она преследовала цель окружить и уничтожить группировку противника. Для ее проведения привлекалась часть сил Брянского фронта.
24 января снова начинает боевые действия 40-я армия. Стоял лютый мороз, пурга замела дороги. Но войска действовали активно и решительно. На другой день в бой включилась 60-я армия, за которой Александр Михайлович наблюдал с повышенным вниманием: ее командующим незадолго до этого по рекомендации Александра Михайловича был назначен И. Д. Черняховский. Приезд начальника Генштаба был своевременным: новый командарм очень нуждался в совете и квалифицированной помощи.
Несколько дней Александр Михайлович провел в 60-й армии, помог ее командующему войти в курс дел, обрести уверенность в своих силах.
Воронежско-Касторненская операция завершилась успешно. Были освобождены Касторное, Воронеж и ликвидирован воронежский выступ врага. Обстановка, следовательно, сложилась таким образом, что еще в ходе окончательного разгрома немецко-фашистской группировки под Сталинградом германская армия получила новый ощутимый удар на Верхнем Дону. После ликвидации 6-й армии Паулюса по всей Германии впервые за войну был объявлен трехдневный траур. Погребальный звон колоколов, надо полагать, относился и к тем дивизиям, которые были разбиты советскими войсками на Верхнем Дону.
Острогожско-Россошанская и Воронежско-Касторненская операции обогатили теорию и практику окружения и разгрома крупных сил противника.
Вырвав стратегическую инициативу у противника, советские войска развивали наступление. 16 февраля они освободили Харьков. Пробыв здесь всего два дня, А. М. Василевский по вызову Ставки снова отправился в Москву. Он получает новое важное задание: координировать действия трех фронтов Западного стратегического направления, которые должны были разбить вражескую группу армий «Центр», нацеленную на Москву, освободить Брянск, Смоленск и другие города. 25 февраля Василевский уже в войсках Брянского фронта.
Однако осложняется обстановка на юге. 16 марта противник ворвался в Харьков, а затем захватил Белгород. В Обоянь с полномочиями представителя Ставки прибывает Василевский. Ставка усилила Воронежский фронт, в частности передала ему из coстава Центрального фронта 21-ю армию.
В город Александр Михайлович прибыл ночью. Ему сразу же представился командующий 21-й армией И. М. Чистяков, которого он знал по Сталинграду. Начальник Генштаба ставит армии задачу закрыть брешь, не дать противнику прорваться к Курску.
В это время позвонил Верховный Главнокомандующий. Он интересовался, сможет ли 21-я армия сдержать врага. Командарм 21-й заверил Ставку, что войска с честью выполнят свой долг. После разговора со Ставкой Александр Михайлович еще раз все анализирует вместе с И. М. Чистяковым. Сомнений нет.
21-я армия накрепко закрыла прорыв. Вступили и борьбу с противником и другие войска усиления Воронежского фронта.
Почти всю зиму пробыл А. М. Василевский на фронте. Его отсутствие в Москве не снимало с него ответственности за дела Генштаба. Частые выезды на фронт по заданиям Ставки и непосредственная работа в аппарате Генштаба — это две стороны деятельности начальника Генерального штаба в годы войны. Три четверти времени — пребывание на фронте и четверть — в Генеральном штабе. Это определялось интересами военных действий. Как представитель Ставки, он посылался на главные стратегические направления для оказания помощи командованию фронтов в проведении операций, координировании действий этих фронтов.
Во время пребывания на фронте А. М. Василевский был лишь территориально оторван от аппарата Генерального штаба. На фронте для него оборудовался специальный командный пункт с узлом устойчивой связи, и начальник Генштаба имел постоянные контакты как со Ставкой, так и со своим аппаратом. Он получал ежедневно доклады о вопросах, решаемых коллективом Генштаба, заданиях, полученных от Ставки, о проблемах и нуждах других фронтов. Через Генштаб он держал прямую связь с командованием фронтов. При переговорах с Верховным Главнокомандующим докладывал о ходе военных действий не только на том фронте, где находился, но излагал свои соображения о ходе военных действий и на других стратегических направлениях. Он всегда был в центре проблем вооруженной борьбы, чувствовал ее пульс, видел ее повороты и мог активно влиять на ее развитие. Пример тому и разгром группировки Манштейна, и проведение Острогожско-Россошанской и Воронежско-Касторненской операций.