По указанию Сталина в распоряжение Василевского 2 сентября были выделены 11-й и 20-й танковые корпуса. Василевский решил использовать их совместно с 5-м гвардейским кавалерийским корпусом для удара через Волноваху в обход г. Сталино с юго-запада, навстречу Юго-Западному фронту. В тот же день соединения 3-й гвардейской армии Юго-Западного фронта освободили Лисичанск, а 38-я армия Воронежского фронта — Сумы.

Однако войска 6-й и 8-й гвардейских армий, перейдя на следующий день в наступление, не смогли преодолеть сильно укрепленную оборону противника. Тем временем 3-я гвардейская армия, продвинувшись на 20—30 км, захватила Пролетарск, Камышеваху, Попасную, Пер-вомайск и через истоки Лугани наступала к Артемовску. Одновременно войска 51-й армии Южного фронта заняли Дебальцево, а 5-я ударная армия — Орджоникидзе (Енакиеево). Соединения 28-й и 44-й армий, вклинившись в оборону противника на западном берегу р. Еланчик, расширяли прорыв с тем, чтобы пропустить 4-й гвардейский кавалерийский и 4-й гвардейский механизированный корпуса. Сюда же решением командующего Южным фронтом выдвигалась прибывшая 26-я артиллерийская дивизия.

Медленное продвижение центральной группировки Юго-Западного фронта вынудило Василевского и Малиновского внести коррективы в план дальнейших действий. Основные усилия фронта теперь сосредоточивались в полосе 3-й гвардейской армии, которая получила на усиление 1-й гвардейский механизированный, 23-й танковый и 33-й стрелковый корпуса. По решению Василевского 1-й гвардейский механизированный и 23-й танковый корпуса должны были нанести удар от Артемовска через Константиновку, Красноармейское в обход г. Сталино с северо-запада. Это решение было одобрено Верховным.