В течение пяти дней 15-я воздушная армия совершила около 4800, а 16-я воздушная армия свыше 5000 самолетовылетов, из которых больше 50% по отходившим войскам. Дороги, по которым действовала наша авиация, были усеяны трупами немецких солдат и загромождены разбитыми автомашинами, танками и другой боевой техникой.
На рассвете 4 августа войска 63-й и 3-й армий при активной поддержке авиации ворвались в Орел и завязали уличные бои. К утру 5 августа город был полностью очищен от немецких оккупантов. Вечером 5 августа в честь советских воинов, освободивших Орел и Белгород, столица нашей Родины Москва впервые в Великой Отечественной войне салютовала орудийными залпами.
Наступательные действия Западного и Брянского фронтов заставили противника перебросить на усиление своей 2-й танковой армии часть дивизий с южного фаса Орловского выступа. Используя это, войска Центрального фронта 15 июля также перешли в контрнаступление. В течение трех дней они восстановили свое положение, занимаемое к 5 июля, а к 6 августа освободили город Кромы.
Эффективную поддержку войскам оказали соединения 16-й воздушной армии. Встречая относительно слабое сопротивление воздушного противника, они совершали ежедневно до 1 тыс. и более самолето-вылетов и причиняли врагу серьезный урон в живой силе и боевой технике.
После освобождения городов Болхов, Орел и Кромы советские войска перешли к преследованию остатков разгромленной группировки противника. Ставка ВГК потребовала в это время основные усилия 15-й и 16-й воздушных армий и авиации дальнего действия переключить на уничтожение отступавших войск. Выполняя эту задачу, штурмовики и бомбардировщики вылетали по вызову воздушных разведчиков и действовали по автоколоннам на шоссе Кромы Карачев и железной дороге Орел - Хотынец - Карачев - Брянск. По этим же объектам периодически действовали истребители, а ночью фронтовые и дальние бомбардиров-шики. В результате активных действий авиации с 6 по 10 августа было уничтожено до 60 железнодорожных эшелонов, много танков и автомашин.
К 18 августа операция на орловском направлении была закончена. Наши войска при поддержке авиации разгромили 21 дивизию немцев и ликвидировали Орловский выступ, создав благоприятные условия для проведения последующих наступательных операций. За 36 суток фронтовая и дальняя авиация совершила 60995 самолето-вылетов, сбросив на объекты врага 15 тыс. тонн бомб. Немецкая авиация потеряла за это время более 1400 самолетов, из которых свыше 1320 были уничтожены в воздушных боях и 80 - на аэродромах. Все попытки гитлеровского командования вернуть утерянную инициативу закончились провалом. Советские ВВС прочно удерживали господство в воздухе.