В осуществление всех указаний главнокомандующего Юго-Западным направлением штабом Южного фронта было отдано боевое распоряжение № 0289/оп от 19 ноября (14.05), которым кавалерийскому корпусу (35-я и 56-я кавалерийские дивизии) вместе с приданными ему 71-й мотобригадой НКВД и 3-й танковой бригадой ставилась задача: прорваться в район Миллерово, Денисово Николаевский, Денисово-Алексеевка «и нанести удар в направлении Борило-Крепинская в тыл дивизии СС „Викинг“ и уничтожить ее совместно с наступающими с фронта частями 37 армии».
Для обеспечения ввода в прорыв кавалерийского корпуса, а также для содействия наступлению 18-й армии на рубеж реки Нагольной, находившаяся во втором эшелоне 295-я стрелковая дивизия должна была выдвинуться из-за правого фланга 37-й армии и нанести удар в направлении Марьевка, Красновка, Первомайский.
Командующему 9-й армией была поставлена задача: «содействовать 37А в окружении дивизии СС „Викинг“ ударом частей 66 кд и 142 тбр в направлении Болдыревка, Аграфеновка». Военно-воздушные силы должны были прикрыть и обеспечить действия кавалерийского корпуса и содействовать наземным войскам в уничтожении дивизии «Викинг». Таким образом, удар 37-й армии, являвшийся в основном фронтальным, дополнялся теперь обходом 16-й танковой дивизии и дивизии СС «Викинг» с обоих флангов силами двух подвижных групп.
20 и 21 ноября на фронте ударной группировки Южного фронта обозначился перелом.
На фронте 18-й армии в эти дни пала немецкая оборона на реке Нагольной. Правда, на правом фланге ударной группы 18-й армии противник предпринимал небезуспешные контратаки. Сосредоточив резервы в район Дмитриевки, немцы силами до двух пехотных полков перешли в контратаку во фланг ударной группы 18-й армии. Контрудар противника пришелся против 395-й стрелковой дивизии. Дивизия успешно отразила этот удар, нанеся противнику довольно крупные потери.
В центре и на левом фланге ударной группы 18-й армии атаки наших войск были успешными.
В 16 часов 20 ноября 136-я стрелковая дивизия прорвала оборонительную полосу противника южнее Грибовахи, развивая наступление, вступила в бой за Платоновку. Продвижение 295-й стрелковой дивизии 37-й армии на Красновку поставило немецкую оборону на реке Нагольной под угрозу окружения.
На следующий день (21 ноября) сопротивление 1-й горнострелковой дивизии немцев на реке Нагольная было сломлено, и наши части, форсировав реку, заняли Бобриково, Платоновку, Благов и Новодарьевку. Теперь из всех узлов сопротивления, расположенных на рубеже реки Нагольной, противник удерживал только Дьяково. Группа Раевского и части 136-й стрелковой дивизии продолжали бои за овладение этим пунктом. 37-я армия 20 и 21 ноября продолжала развивать наступление на большекрепинском направлении. В эти дни погода улучшилась, и наша авиация получила возможность активными действиями поддержать наземные войска на поле боя. К тому же для противника теперь обозначалась опасность окружения. Под натиском частей Красной армии противник стал отходить в юго-западном направлении, стремясь ускользнуть от угрожавших ему клещей, которые должны были сомкнуть кавалерийский корпус и 71-я бригада НКВД, с одной стороны, 66-я кавалерийская дивизия и 142-я танковая бригада — с другой. Наши части овладели узлами сопротивления в Астахове, Любимой и рядом других населенных пунктов. К исходу дня 1 ноября части армии занимали следующее положение:
295-я стрелковая дивизия вышла в район Цымлянка. Кавалерийский корпус (35-я и 56-я кавалерийские дивизии) с 3-й танковой бригадой и 71-й бригадой НКВД вышел на рубеж Миллерово, Власово — Буртовка, стремясь дальнейшим своим продвижением отрезать противнику пути отхода на юго-запад. Однако темп продвижения корпуса оказался недостаточно быстрым и его маневр вследствие этого удался не полностью.
96-я стрелковая дивизия и 132-я танковая бригада, 754-й артиллерийский полк, 269-й и 437-й корпусные артиллерийские полки вышли в район Власово — Буртовка.
253-я стрелковая дивизия, 2-я танковая бригада, 558-й противотанковый артиллерийский полк, 266-й корпусный артиллерийский полк и 3-й дивизион 2-го гвардейского минометного полка вышли па рубеж Киевский, выс. 169, 4.
99-я стрелковая дивизия с 521-м противотанковым артиллерийским полком, 8-й артиллерийский полк резерва главного командования вышли на рубеж выс. 169, 2, северная окраина Аграфеновки.
51-я стрелковая дивизия со 186-м противотанковым артиллерийским полком авангардными частями обходила Аграфеновку с юго-востока.
За два дня боев 20 и 21 ноября войска 37-й армии уничтожили 60 автомашин, 11 орудий, 18 пулеметов, 30 мотоциклов и один танк противника.