31 июля противник прекратил штурмовать Валгу и Гулбене. Танковые части начали занимать населенные пункты к западу от городов. Селения, расположенные восточнее, немцы оставляли. Очевидно, Гёпнер решил оставить сильные гарнизоны Валги и Гульбене за внешней границей кольца окружения, и перенести линии снабжения своей группировки к западу от этих городов, сделал вывод Серпилин.
Крупные силы танков начали движение от Гулбене в сторону Карсавы. Получив это сообщение от авиаразведки около полудня, комфронта приказал все наличные силы штурмовой и бомбардировочной авиации нацелить на удары по этим колоннам. Гёпнер явно решил нанести удар с тыла по войскам, удерживающим рубеж Белауски — Карсава. Он не хуже Жукова с Серпилиным понимал, что только продвижение пехотных дивизий позволит замкнуть кольцо.
Своей властью Серпилин двинул вперед 29-ю и 204-ю мотострелковые дивизии, поставив им задачу форсированным маршем выдвинуться к Белауски и прикрыть с тыла войска, обороняющиеся на рубеже Белауски — Карсава. Впрочем, Главком, получив донесение Серпилина, не стал вставать в позу и задним числом подтвердил приказ командующего фронтом. Одновременно, 29-я и 33-я танковые дивизиями получили приказ все оставшееся у них танки двинуть навстречу наступающим с тыла танкам Гёпнера. Хотя в обеих дивизиях осталось лишь около сотни танков и САУ, танкисты сумели перехватить и во встречном бою задержать передовые подразделения дивизий Гота до подхода мотострелков.
К концу дня две свежих мотострелковых дивизии заняли оборону фронтом на север за спиной у войск, оборонявших рубеж Белауски — Карсава, хотя ширина коридора, отделявшего танкистов Гота от его же пехоты местами едва превышала 10 километров. Туда же выдвигались все прибывавшие на станции части двух других дивизий 13-го мотострелкового корпуса. К 24 часам последние подразделения корпуса уже закончили выгрузку и двигались к Карсаве. Закончили разгрузку и дивизии 14-го танкового корпуса.
Авиаразведка доложила, что на станциях Турмантас, Висагинас, Дукштас железной дороги Вильнюс — Даугавпилс разгружаются пехота и артиллерия силами не менее трех пехотных дивизий. Немецкое командование тоже подтягивало подкрепления. Серпилин запросил у Главкома ночную обработку железной дороги авиацией дальнего действия. На станции разгрузки была нацелена и только что прибывшая дивизия легких ночных бомбардировщиков.
В 22 часа Главком Жуков сообщил шифровкой, что взамен уже использованного в обороне 13-го мск фронту передается 26-й мск из резерва ВГК, дислоцированный за тыловым рубежом в 40–50 километрах северо-восточнее Себежа. В шифровке, однако, подчеркивалось, что корпус развернут по мобилизации и не прошел еще необходимого обучения. Тем не менее, дислокация корпуса позволяла, при необходимости, за несколько часов перебросить его дивизии своим ходом к линии фронта. Павел Федорович понял, что в данном случае Сталин вынужден был отказаться от своего запрета использовать подвижные соединения, развернутые по мобилизации и недостаточно еще обученные.