中国装甲突击群的进攻顺利得让总参感到吃惊，为此，叶飞立即召集作战部全体人员重新制订了作战计划。北路突击群在张小石的强硬指挥下，已经于7月19日占领了库伦达和卡拉苏克，切断了苏军南线的远东方面军退往鄂木斯克的道路，俘获了近十万苏军，并击溃了两个苏军集团军的阻拦，势不可挡地杀向巴尔瑙尔。南路突击群在歼灭了高加索方面军的装甲集团后，通往科斯塔奈的道路已经被完全打通。在这种情况下，苏军已经有明显地全面撤退的动向，要想把苏军堵截住，改变预定作战计划已经成为必然。
新的作战计划要求北路集团军放弃攻击巴尔瑙尔，立即挥师西进，配合从南路突击群分兵的部分作战单位，于7月30日以前攻占鄂木斯克，从而完全切断在鄂木斯克以东的苏军三个方面军。而南路突击群在分兵后，主力必须于7月底以前必须占领车里雅宾斯克、库尔干和秋明三地，以便将另外两个方面军合围。www.medabc.com.cn 江南文学网
从北路突击群主要的驻扎地巴甫洛达尔前往鄂木斯克有两条路。一是沿着铁路到达库伦达，再前往卡拉苏克、鞑靼斯克或切尔拉克到达鄂木斯克；另一路则是沿着额尔齐斯河畔的公路，直接到达目的地。当然，出于运输便利的原因考虑，张小石选择了两路并进。第21装甲集团军因为拥有大量的坦克、装甲车辆等重装备，选择了走铁路，在第420、421两机械化步兵师和第131野战师的掩护下开始从卡拉苏克进发。剩下的3个机械化步兵师、5个野战师、2个炮兵师则沿着河畔公路向前推进。第42X集团军属装甲师和2个野战师、炮兵师作总预备队。
南路突击群要到达鄂木斯克也同样有两条路可走。一条是先向北占领彼得罗巴甫洛夫斯克，再东进前往鄂木斯克；另一条路则是先向东到达切尔拉克，再向北到达鄂斯克。选择第二条路有一个好处就是危险度不高，且能在切尔拉克会合北路突击集群。而第一条路则必须先进行城市攻坚作战，将彼得罗巴甫洛夫斯克的高加索方面军的四个步兵集团军和一个摩步集团军，总兵力达到70万人的苏军歼灭，才能继续向东攻击鄂木斯克。
南路突击群所面对的苏军数量非常庞大，虽然苏军部队也刚刚抵达目的地，但他们却立即拼命地挖掘和构筑各种工事。洪万顷在经过详细地思虑后，还是无法作出决定，于是将情况汇报给了龙战天。龙战天虽然铁血好战，但并不是一个莽夫。他在仔细对比分析后发现：如果采用表面上相对安全的第二条路，则极有可能将侧翼暴露给这七十万苏军。还不如集中优势兵力，先行歼灭彼得罗巴甫洛夫斯克的苏军，这样一来，整个高加索方面军就几乎不存在，向西继续进攻的南路突击群分部面临的就只剩下驻扎在秋明等地的乌拉尔方面军，压力将要小得多。同时，龙战天也想亲自再上战场指挥，如果只是一个缈小的对手恐怕还激不起他的兴奋。
于是他下令由洪万顷率领南路突击群继续向西进攻。而进攻彼得罗巴甫洛夫斯克的任务就由龙战天亲自率领的总预备队来完成。洪万顷知道总预备队的三个装甲集团军和三个机械化集团军已经达到了阿斯塔纳地区，借助苏联境内较发达的铁路和公路网络，总预备队完全可以在三天内到达科克舍套，并在两天的时间里完成战术准备。所以他也放心地派出了先遣部队向西推进。
在鄂木斯克地区，目前只有西伯利亚方面军的一个坦克集团军、远东方面军的三个步兵集团军和数个炮兵师，共约65万人的兵力。由于很早便在苏军士兵中流传的中国军队骁勇善战，天下无敌的流言，所以这数十万苏军即使在政委们的不断努力和威胁下，仍然对中国军队充满了恐惧，提不起半点战斗意志。各级指挥员甚至包括朱可夫等最高层军官在制订作战计划或下达命令时，都显得缩手缩脚，不敢全力施为。为了保住这个战略要地，朱可夫甚至下令整个南线的远东方面军全线收缩，向鄂木斯克靠拢，希望能够凭借着数量优势来抵消中国军队强大的火力和技术优势。
苏军沿着铁路和公路沿线部署了重重部队，构筑了大纵深的防御体系，华西列夫斯基坚信，凭着上百公里厚度的纵深防御，足以抵挡南路的中国军队进攻达一周以上。而一周的时间也足够秋明方面军在叶尼塞河以西的部队在抛弃辎重后撤到鄂木斯克，西伯利亚方面军也能在这一时间内完成撤离工作。至于在彼得罗巴甫洛夫斯克的高加索方面军则要困难一些，毕竟这些苏军刚刚到达该地，没有足够的时间构筑防御阵地和工事。
虽然没有足够的情报显示，但华西列夫斯基推断，中国的预备队可能有一至两个装甲集团军加上两三个机械化集团军的兵力。高加索方面军的65万人配合当地的民兵，应该可以阻挡中国军队一周以上的时间。而乌拉尔方面军则全速南下，进驻车里雅宾斯克和库尔干一带，以抵挡西进的南路突击群。如果说西伯利亚方面军和秋明方面军还未及时赶到让他觉得有些兵力不足外，更让他担心的则是物资的消耗。一个多月以来的不断地作战，加上中国空军对物资囤积地的重点轰炸，已经将经过近五年的物资准备损耗得差不多了。剩余的作战物资，华西列夫斯基不认为能够支撑半个月。
他向朱可夫作了详细的汇报，并提出：在乌拉尔以东的全部五个方面军必须以最快的速度，最好不超过半个月的时间全部撤离到乌拉尔山脉一带，否则，被中国军队全面合围是无法避免的。朱可夫立即向斯大林发去了长电，希望斯大林正视失败的现实，并请求斯大林立即向乌拉尔以东增兵，同时输送更多的作战物资。
但这一切都被斯大林拒绝，他无论如何也不相信，整整780多万人的兵力，会在这么短的时间被中国军队击败，更不会相信会被中国不到两百万人的军队合围。他认为这是前线将领的怯战和政敌的阴谋，如果不是贝利亚的劝说，他已经下令内务部和国家安全委员会将两人逮捕。
斯大林的作法加剧了苏军的困难，没有援兵，没有更多的补给，华西列夫斯基只能依据现在的力量来仔细地部署军队。7月22日，北路突击群的先头部队第422机步师开始向苏军驻守的卡奇雷发动进攻，在师属装甲团的冲锋下，甚至没有经过多少炮火准备，便将刚刚到达的两个苏军步兵团全歼。在河对岸的克拉斯诺库茨克，也刚抵达的一个苏军步兵团，还未来得及构筑任何工事、掩体，便被中国的炮兵摧毁在小镇内。
在河对岸发动进攻的423机步师甚至未发一枪一弹，便占领了克拉斯诺库茨克，俘虏了上百名苏军。接着从下午14时开始，两个机步师便顺着河畔的公路迅猛地向前推进。由于苏军的准备并不十分充分，所以在几乎没有什么损失的情况下，两个师便先后拿下了额尔齐斯克、热烈津卡和凯马纳奇哈。直到切尔拉克，才遇到了以大量工事群进行防御的苏军数个师，攻击受到阻滞。
在铁路上行军的装甲部队，则因为中国的空降兵迅速地控制了数个小车站，使装甲部队能够很顺利地利用铁路机动到恰内湖畔。但在这里，也受到依托工事群防御的远东方面军数个步兵师的阻击。在政委们的激励下，加上参战苏军士兵明白如果让中国的装甲部队突击到鄂木斯克，将会造成什么样的严重后果，苏军上下全都爆发出了强大的战斗意志。虽然其大量装备的37毫米反坦克炮在500米以外的地方无法穿透中国坦克的正面装甲，但死战不退的他们，仍然在近距离上摧毁了数十辆坦克。
这是北路突击群参战以来受到的最大的损失，让张小石怒不可遏，立即呼叫空军进行支援，后续的炮兵部队立即进行覆盖射击。一个小时后，饱经炮火蹂躏的苏军阵地出现大量的缺口。多数战壕已经被猛烈的炮火炸成缓坡，而火箭炮发射的空炸火箭弹，更是让苏军付出惨重的伤亡。轰炸机群在此时到来，基本上找不到什么有价值的目标，便把炸弹投到了正在四处寻找隐蔽物的增援苏军队形上。只一次轰炸，便让增援的上万苏军死伤大半。
中国的坦克群立即发起冲锋，沿着被炸塌的战壕杀进了苏军阵地的核心。跟进的步兵战车、装甲输送车等车辆，使发起冲锋的中国军队几乎没有一个士兵在地面上。受到装甲防护的铁血军战士用各种武器向苏军射击，从没看到过这种情况的苏军士兵惊惶失措，根本不知道该如何作战。苏军政委们好不容易组织起数十个怀抱炸药的士兵向中国的坦克和装甲战车冲击，但却都被车载武器杀死在中途。
冲击的第211装甲师在很快穿越了苏军阵地后，并没作停留，而是向下一个阵地发起了冲锋。搭载在装甲指挥车上的炮兵前观，立即让炮兵部队进行延伸射击，压制阵地上的反坦克炮兵。第210装甲师惟恐其有失，立即接管了已经失陷的苏军阵地，将剩余的已经失去斗志的苏军俘虏。接着陆军航空兵的攻击机群也开始向第二个工事群进行空中打击，将主要的反坦克阵地、炮兵阵地摧毁。
第211装甲师再一次穿透了第二个阵地，马不停蹄地向第三个阵地冲击。“装甲后，前进！”的口号是该师回答上司的唯一借口。通过无线电得知情况的第210装甲师不干了，他们可不愿意去承担抓俘虏的任务，将第二个阵地扔给了后面的机步师后，开足马力也向第三个阵地冲去。这让在第二个阵地上等待着被俘虏的苏军士兵目瞪口呆。
张小石被手下的胆大妄为给气糊涂了，咆哮着要亲自枪毙这两个混蛋师长。还是参谋长比较冷静，下令让炮兵师立即跟上，并让陆军航空兵给予更大的支援。不过，等张小石气头过后，趴在地图上惊讶地发现一旦突破第三个工事群，就离鞑靼斯克只有不足二十公里的路程时，立即哈哈大笑起来，说要亲自给两个师长请功。还是参谋长要现实一些，他下令让后续的机步师加快跟进速度，同时让所有的自行火炮跟随装甲师前进，以提供火力支援。
两个疯狂的装甲师在陆军航空兵和自行火炮的强力支持下，连续穿透了五个苏军阵地，终于到达了鞑靼斯克。夜幕降临，当中国坦克黑黝黝身影出现在鞑靼斯克车站时，驻守车站的一个团的苏军只经过轻微地抵抗，便逃走了。而此时，中国的坦克群也已经耗尽了燃油和弹药，不得不停下来等待补给。
由于卡拉苏克在中国军队手中，鞑靼斯克被占，实际上就是切断了西伯利亚方面军和秋明方面军的退路。这引起了朱可夫的高度紧张，他立即下令部署在卡拉钦斯克一带的远东方面军2个坦克师和三个步兵师向鞑靼斯克发动进攻，无论如何也必须在天明前夺回鞑靼斯克，否则，中国空军的轰炸机群足以将因为作战，而没有伪装和防御的这几个师全部炸毁在地面上。同时，他还令让刚刚撤到恰内的西伯利亚方面军三个步兵师也加入到进攻当中，完全不顾其长途行军的疲劳和装备的缺乏。
接到死命令的苏军发起了疯狂地进攻，他们不计伤亡，不顾损失。许多坦克被击毁，车辆被炸翻，弹药被引爆，但仍不能迟滞苏军丝毫的进攻速度。这种类似于“自杀”的进攻行动，虽然使苏军遭受大量的损失，尤其是在东面的三个步兵师，因为没有装甲力量掩护，仅半个小时的时间便战斗减员达万人。但中国坦克群本就不多的弹药更被消耗一空。形势严重，两个师长在商量了一阵后，不得不下令全军退出鞑靼斯克，以免被苏军包围在这个小镇。
虽然中国军队成功地撤退，但仍损失了两百多辆坦克和三千余战士。不过这次作战，却让朱可夫和华西列夫斯基更加感到恐惧，仅仅一天的时间，中国的坦克部队就推进了上百公里，使鞑靼斯克至卡拉苏克之间的纵深防御顷刻间便崩溃。这种整个防御体系的崩溃，是朱可夫从未遇到过的，他满脸死灰地开始慎重考虑先前制订的全盘作战计划的可行性，最后他才沮丧地发现：按照中国军队的这种恐怖战斗力，在鄂木斯克和彼得罗巴甫洛夫斯克进行防御的苏军无论如何也抵挡不了中国军队一周以上，恐怕最多三天就会全面崩溃。
他将心中的忧虑对华西列夫斯基及司令部的高级成员们说了出来，并提出：只有趁现在，中国军队还没有完全切断苏军的退路，果断地放弃秋明方面军全部、西伯利亚方面军和远东方面军大部，立即撤退，兴许还能保存差不多一半的苏军。成员们都没有任何反应，虽然他们知道朱可夫的作法也许是最正确和最现实的选择，但要让他们表态放弃数百万苏军士兵，这无论如何也办不到。
最后，还是华西列夫斯基建议：部队仍然继续坚守，但让西伯利亚方面军和秋明方面军加速向托木斯克一带集结撤退，并最终利用巴拉巴草原和瓦休甘平原上丰富的畜力资源，抛弃所有辎重，远离铁路及各条公路，横穿整个西西伯利亚平原。另外，当进行防御作战的苏军确实无法抵挡中国军队进攻的时候，也放弃原有的阵地，向大草原和平原撤退。在整个西西伯利亚大平原，有70%的地方是沼泽，中国的装甲部队无法深入。这样一来，就可以避免完全抛弃数百万苏军士兵的罪名。
但立即有人反驳，西进的中国突击群，完全有可能彻底击败乌拉尔方面军，并占领秋明等地，而仅通过畜力撤退的数百万苏军，如何穿越征兵驻守的乌拉尔山。最后还是朱可夫决定：各部坚守三天，这三天的时间里，一定要将绝大部分的西伯利亚方面军和远东方面军的士兵撤离到鄂木斯克以西。然后，全军弃守各地，迅速向乌拉尔方向集结撤退。至于秋明方面军，就只能靠上帝的保佑了。同时他还要求各工兵和民兵部队加强对铁路的维修工作，中国空军在上面炸，部队就在下面抢修，总之，一定要保证铁路的畅通。
苏军的大撤退开始了，数个方面军全部丢弃了所有的辎重，只让官兵们保留基本的单兵武器和口粮，然后从各地涌向了车站，爬上了火车。而还在托木斯克等地的苏军，则立即抢夺了无数的马匹和畜力车辆，开始争先恐后地从大平原上向西撤离。接到撤退命令的秋明方面军立即跑到就近的各个车站，却绝望地发现，车站内仅剩的几列车皮，根本无法装运那么多人，更加让人绝望的是，几乎没有一个机车头！不得已，秋明方面军只好利用自身的交通工具向西撤退。
苏军的大撤退立即被中国的航空兵发现，在向上汇报的同时，立即加强了对各车站和铁路的打击。重点打击对象是新西伯利亚，这里有乌拉尔以东第二大的车站，且没有多少防空炮火。上千架轰炸机在整整一天的时间里，对新西伯利亚进行了持续不断地密集轰炸，近四千架次的轰炸机投下了上万吨炸弹，尤其是数量庞大，只有10公斤重的空炸炸弹，给苏军造成了极大的伤亡。据战后统计，在这一天的轰炸中，新西伯利亚附近集结等待撤退的苏军就有超过20万人死亡，另有十余万人致残。
这次轰炸产生的震慑效果非常惊人，在新西伯利亚以东地区的苏军再也不敢聚集到车站，全部就地分散，有组织地撤退再也没有形成，东线的近三百万苏军完全崩溃，抢夺当地居民的各种交通工具，成为苏军的第一选择。从骡马到拖拉机，再到自行车，甚至连没有牲畜拉的板车也不能幸免。整个东线的苏军彻底混乱了。
