15 июля стало ясно, что выход 39-го танкового корпуса к автостраде восточнее Смоленска привел к большому успеху. Перемешанные между собой войска нескольких дивизий противника стягивались к Смоленску и севернее его. Начиная с 15 июля в этот район стали отходить и те части противника, которые 14 июля под Оршей контратаковали войска северного крыла 2-й танковой группы. 15 июля воздушная разведка донесла, что участок автострады Орша - Смоленск забит транспортом, который четырьмя - пятью колоннами двигается по направлению к Смоленску. Здесь ожидалось большое скопление противника, так как 7-я танковая дивизия упорно удерживала автостраду северо-восточнее Смоленска и в течение 16 и 17 июля отражала все попытки противника прорваться в северо-восточном направлении.
Теперь необходимо было воспользоваться результатами этого успеха и еще до подхода пехоты окружить многочисленные части противника, скопившиеся северо-западнее Смоленска. Противник, потерпев неудачу в своей попытке отойти по автостраде, в течение последующих дней безуспешно старался прорвать кольцо окружения под Демидовом и Рудней. Однако в его действиях не чувствовалось единого руководства. Он терпел неудачу; правда, нескольким мелким группам все же удалось прорваться и уйти в обширные леса северо-восточнее Демидова. Там они в течение нескольких недель на свой страх и риск продолжали вести боевые действия.
В то время как части противника, окруженные севернее Днепра, шли навстречу своей гибели, перед войсками северного крыла 2-й танковой группы противник отходил на восток. На высотах под Ельней и Дорогобужем противник сумел создать фронт обороны, который занимали вновь прибывшие войска, стремившиеся остановить продвижение 2-й танковой группы.
Правофланговый 46-Й танковый корпус 2-й группы отражал под Ельней яростные контратаки противника. Обе танковые дивизии левофлангового 47-го танкового корпуса под давлением противника повернули в районе автострады свой фронт на север. Южнее Днепра (на рубеже Смоленск - Орша) части корпуса оказались втянутыми в бессмысленные кровопролитные бои, которые с оперативной точки зрения были совершенно не нужны. Вмешательство командующего 4-й танковой армией, стремившегося как можно лучше обеспечить фланги, снова оказалось помехой и отвлекло силы от решающего участка сражения восточнее Смоленска. 16 июля 29-я моторизованная дивизия ворвалась в Смоленск. Это был успех, принесший испытанной дивизии заслуженное признание, но он не имел никакого оперативного значения, ибо связь с 3-й танковой группой так и не была восстановлена, а в кольце окружения между Смоленском и Ярцевом осталась брешь. Даже после того как 47-й танковый корпус освободился от боев в районе восточнее Орши, 2-й танковой группе не удалось установить связь с 3-й танковой группой на автостраде, что позволило некоторым частям русских ускользнуть и уйти в направлении на Дорогобуж. Командующий 2-й танковой группой, видимо, считал, что для развития наступления на восток удержание высот под Ельней имеет большее значение, чем завершение окружения противника в полосе своего наступления.