Соединения 5-й ударной, 2-й гвардейской и 28-й армий пошли в наступление.
Авиация противника группами, по двадцать пять — тридцать самолетов, бомбила боевые порядки наших частей. Гитлеровцы то и дело переходили в контратаки, оброняя каждое строение, высотку, перекресток дорог. Но усилия врага сорвать наступление были тщетны. Наши части продвинулись на 8–10 километров и освободили населенные пункты Мариновку, Григорьевку, Репеховатый и другие.
В первый же день в прорыв был введен 4-й гвардейский Сталинградский механизированный корпус. Танки с десантом автоматчиков стремительно развивали успех, достигнутый пехотой. За два дня боев было уничтожено более трех тысяч солдат и офицеров противника, около двухсот человек захвачено в плен.
В штабе фронта с особым вниманием следили за боевыми действиями 5-й ударной армии: соединения этой армии вклинились в оборону врага наиболее глубоко и раскололи ее. Армия вела бои на рубеже Степановка — Саур-могила — Артемовка.
Чтобы ликвидировать угрозу, противник сосредоточил в районе Григорьевки 13-ю танковую дивизию, переброшенную из Крыма. Сюда же спешно направлялись с Центрального фронта 9-я танковая и 258-я пехотная дивизии. Позже появилась и 17-я танковая дивизия, выведенная с изюм-барвенковского направления.
20 августа противник силами до трех пехотных полков с семьюдесятью танками при поддержке авиации перешел в контратаку из района Гараны в направлении Семеновского. Вторая его группировка контратаковала части 5-й ударной армии из Камышевахи. Противнику удалось потеснить отдельные наши части и сузить горловину прорыва до трех километров. Но к исходу 21 августа противник был отброшен.
23 августа немцы вновь предприняли контратаку, на этот раз нанося удар с севера силами 13-й танковой дивизии. И этот удар был отражен.
Используя успех 5-й ударной армии, командующий 2-й гвардейской армией перегруппировал силы и ввел в сражение 2-й гвардейский механизированный корпус под командованием генерала К. В. Свиридова.
Подвижным войскам (4-му гвардейскому механизированному и 4-му гвардейскому кавалерийскому корпусам) была поставлена задача — наступать к Азовскому морю, в тыл таганрогской группировки. Сюда же направлялась и часть сил 2-й гвардейской и 28-й армий. Соединения последней должны были выйти к Миусскому лиману на участке Натальевка — Носово.
Днем 26 августа в село Куйбышево, где размещался штаб 4-го гвардейского кавалерийского корпуса, прибыл офицер связи с боевым распоряжением. Корпусу предписывалось к 20.00 войти в прорыв и на рассвете овладеть районом Екатериново — Хапрово — Екатериновка, а затем, освободив Мало-Кирсановку, Латоново, не допустить отхода противника на запад. В направлении Покрово — Киреевка и по долине реки Сухой Еланчик на юг наступал 4-й гвардейский механизированный корпус генерала Т. И. Танасчишина.
27 августа танковые и казачьи части вторглись в глубину вражеской обороны и устремились на юг. Дерзкими налетами они рвали коммуникации противника, громили его тылы. Над таганрогской группировкой врага нависла угроза окружения. Стягивая войска в район Анастасиевки и южнее, немцы одновременно начали отвод войск в Мариуполь. Прикрываясь сильными заслонами, враг откатывался к побережью Азовского моря, где оставался неширокий проход на запад.
Однако сопротивление врага еще не было сломлено. 28 августа его 13-я танковая дивизия неоднократно атаковала наши части из района Анастасиевки, стремясь прорваться на запад. Эти попытки врага были отражены умелыми действиями 2-го гвардейского механизированного корпуса.
В то же время наша разведка донесла, что в районе Каракуба сосредоточиваются значительные силы врага. Нужно было принять срочные меры для прикрытия наступавших войск от возможных контрударов с запада. С этой целью 29 августа часть сил 2-й гвардейской армии заняла оборону на западном берегу Сухого Еланчика в районе Кутейниково, а 4-й гвардейский механизированный корпус выдвинулся на рубеж Федоровка — Щербаково.
Из Таганрога немцы бежали по уходящей на запад косе, рассчитывая уйти из-под удара советских войск через переправу у хутора Ломакина. Но туда уже вышел 138-й гвардейский кавалерийский полк майора И. К. Минакова. К исходу 29 августа, кроме полка Минакова, к побережью Азовского моря в район Весело-Вознесенка прорвалась 36-я гвардейская танковая бригада 4-го механизированного корпуса.
Главные силы, сжимая фронт окружения, взяли врага в кольцо. Прикрываясь заслонами, противник начал отводить свои части с Самбекского рубежа. Чтобы не допустить выхода противника на запад, наступавшим войскам было приказано решительной атакой покончить с ним.