Захват Козельска корпусом П. А. Белова заставил Ф. И. Голикова расширить фронт наступления своей армии и направить на смену захвативших город кавалеристов 239-ю и 324-ю стрелковые дивизии. В том же направлении выдвигались 323-я и 325-я стрелковые дивизии. После неудачи первого штурма Белев был захвачен обходным маневром. 328-я стрелковая дивизия двинулась в обход города с севера, а 326-я стрелковая дивизия – с юга. Соответственно 322-я и 330-я дивизии продолжили бои за северные и восточные пригороды Белева, отвлекая внимание противника от обходного маневра двух других дивизий. К 13.00 31 декабря город был взят, а оборонявшие его немецкие части или уничтожены, или отступили на запад и юго-запад. Преследуя противника, 328-я и 330-я стрелковые дивизии продолжили наступление в западном и северо-западном направлении. Оставленная в Белеве в качестве гарнизона 322-я стрелковая дивизия несколько дней занималась очисткой города от оставшихся в нем отдельных мелких групп противника. Трофеями советских войск в Белеве стали 14 полевых орудий, 9 зенитных и 2 противотанковые пушки, более 100 винтовок, 25 станковых пулеметов, 70 автомашин, 50 мотоциклов и другое вооружение и техника, а также оставшиеся в банке 1 млн. 400 тыс. рублей советских денег. В городе также были захвачены более полутора тысяч тонн продовольствия.
После завершения боев за Белев стрелковые дивизии 10-й армии направились к главной цели наступления – городу Сухиничи. Фронт 10-й армии воронкообразно расширился с 20 км в начале операции до 150 км по расходящимся направлениям. Фактически армия Ф. И. Голикова брала на себя фронт 50-й армии и кавалерийского корпуса П. А. Белова, повернувших на северо-запад. Центр 10-й армии (324-я и 239-я стрелковые дивизии) завязал бои за Сухиничи. Остальные соединения двигались на северо-восток, занимая полосу армии И. В. Болдина и корпуса П. А. Белова. В Сухиничах армия Ф. И. Голикова столкнулась с первой ласточкой немецких стратегических резервов – боевой группой 216-й пехотной дивизией генерал-майора Вернера Фрейера фон унд цу Гильзы. Выбить ее из Сухиничей не удалось, и она была блокирована в городе к 5 января.
К началу января основным действующим фактором в действиях 10-й армии было расширение фронта наступления и растягивание флангов. Южный фланг армии Ф. И. Голикова