苏军参战部队为
布良斯克方面军（辖第50、第3、第11、第63集团军，近卫第11集团军，空军第15集团军，司令为M.M.波波夫大将）。该方面军在8月18日结束的奥廖尔战役中损失较大，未得到充分休整和补充。当面德军第9集团军（司令为W.莫德尔大将）在杰斯纳河、伊普季河、别谢季河等河流西岸、交通要道和居民地构筑坚固的防御阵地。波波夫利用
西方面军左翼取得的战果，隐蔽变更部署，将方面军主力第50集团军和近卫第2骑兵军调往德军防御薄弱的基洛夫西北方向（西方面军第10集团军地带内），企图从翼侧突击德军。9月1～2日，方面军左翼第63集团军、近卫第11集团军部分兵力发起进攻，把德军注意力吸引到左翼。7日，方面军右翼第50集团军乘机由杜布罗夫卡地域向南实施突击，突破德军防御。近卫第2骑兵军进入突破口后于11日强渡杰斯纳河，在茹科夫卡对岸夺占登陆场，接着切断布良斯克—斯摩棱斯克铁路，威胁德军后方，迫使其第9集团军向杰斯纳河西岸撤退。方面军各兵团乘胜追击，17日收复布良斯克、别日察，26日收复霍季姆斯克市。方面军副司令M.I.卡扎科夫中将指挥的骑兵机械化快速集群在追击德军中发挥了重要作用。10月1～3日，布良斯克方面军强渡索日河并建立登陆场，为尔后向戈梅利方向发展进攻创造了条件。