10 августа корпус двинулся в прорыв, сметая встречные полки красных и подошёл к Тамбову, распустив по дороге десятки тысяч пленных красноармейцев из числа мобилизованных крестьян. 18 августа войска Мамантова уничтожили заслон, захватили батарею и ворвались в город. Здесь была взята в плен вся советская Тульская пехотная дивизия, часть которой пожелала остаться при корпусе под командой полковника Дьяконова.
Заняв Тамбов, передовые части казаков повели наступление на город Козлов, где находился штаб советского Южного фронта. 22 августа, после 4-дневных боёв, он был взят. Советский штаб бежал в город Орёл.
25 августа Мамантов двинул свой корпус дальше. 28 августа, пройдя за три дня около ста километров, генерал Мамантов без боя вошёл в город Лебедянь, а в ночь на 1-е сентября части корпуса заняли Елец. Через три дня полки двинулись тремя колоннами на юг и на восток. 6-го сентября ими заняты станции Касторная и Грязи. В тот же день командир корпуса получил приказ командующего Донармии двигаться на юг и содействовать 3-му Донскому корпусу в его боях с 8-й советской армией. На следующий день одна из колонн заняла Усмань, а к 11 сентября все три колонны, объединившись, ворвались в город Воронеж.
Несмотря на запрет, изданный специально против командира кубанского 3-го конного корпуса А. Г. Шкуро предпринимать самостоятельно какие-либо наступательные действия, сам Андрей Григорьевич, отчаянно храбрый, решительный и удачливый, решил на свой страх и риск совершить со своими конниками рейд на Москву и попытаться ликвидировать всю большевистскую верхушку одним ударом. Однако, зная его характер и настроение, командование заранее предупредило генерала Шкуро, что если он ослушается запрета, то будет, независимо от результатов, отдан под военно-полевой суд. И Шкуро смирился, хотя впоследствии в своих воспоминаниях писал, что, не подчинись он тогда распоряжениям, то, возможно, вся история Гражданской войны пошла бы совсем иначе…
В дальнейшем предстояла задача прорваться обратно к своей армии через насыщенный войсками фронт противника. Генерал Мамантов произвёл диверсию в районе Боброва, а когда советское командование направило туда значительные подкрепления из резервов, весь корпус переправился на западный берег Дона и прошёл по тылам красных к стыку Донской и Добровольческой армий. По пути конный корпус разгромил 1-ю советскую стрелковую дивизию и на её фронте встретился с кубанцами 3-го конного корпуса генерала Шкуро. Это произошло 18 сентября, а через три дня части генерала Мамантова снова вошли в состав Донской армии.
Деникин отнёсся к успехам генерала Мамантова скептически, хотя сам