Особенно активно действовал 24-й танковый корпус (командир генерал-лейтенант В.М. Баданов). За семь дней рейда корпус продвинулся на глубину около 240 километров и на рассвете 24 декабря вышел к Тацинской. В 7 часов 30 минут вслед за залпом гвардейских минометов бригады корпуса с трех сторон атаковали противника, который никак не ожидал появления советских танков в своем глубоком тылу. В 9 часов 130-я танковая бригада (командир подполковник С.К. Нестеров), обойдя станицу Тацинскую с востока, вышла к аэродрому, находившемуся южнее станицы. Часть сил, которая атаковала железнодорожную станцию, захватила ее вместе с воинскими эшелонами, среди которых оказался и эшелон с 50 новыми самолетами.
Когда танковые батальоны капитанов М.Е. Нечаева и И.И. Линника появились на аэродроме, среди немцев началась невообразимая паника. Летчики в одном нижнем белье бросились к своим самолетам. Уничтожая охрану, советские танки ворвались на летное поле. Позднее уцелевший тогда немецкий летчик К. Штрайт так описал те события в статье «О тех, кто вырвался из преисподней, или кровавая баня в Тацинской». По его словам, захваченные врасплох тысячи людей в панике метались на объятом пожаром аэродроме. Успевшие взлететь самолеты сталкивались друг с другом, взрывались и пылающими факелами падали на землю. Другие самолеты при взлете врезались в танки и тоже со страшным грохотом взрывались, разметая все вокруг. А советские танки таранили стоявшие на земле самолеты. Рев танков и авиационных моторов смешался с грохотом орудийных залпов и трескотней пулеметных очередей в одну чудовищную какофонию, ознаменовавшую потрясающую картину редкого по беспощадности разгрома[89].
Тем временем командир корпуса ввел в бой свой резерв – 54-ю танковую бригаду полковника В.М. Полякова. Она атаковала Тацинскую с запада и вскоре овладела вторым немецким аэродромом.
Однако скоротечные бои на аэродромах явились лишь прологом боевых действий 24-го танкового корпуса. Засевший в станице Тацинской противник оказал упорное сопротивление, которое удалось сломить лишь к вечеру. Немецкие войска потеряли здесь более 3,5 тысячи солдат и офицеров, 15 танков, 73 автомашины, свыше 300 самолетов, 50 орудий, много другого оружия и боевой техники. В качестве трофеев части корпуса захватили 8 складов с боеприпасами, продовольствием и иным военным имуществом, 300 тонн бензина[90].
Выход советских войск в район Тацинской имел важное оперативное значение, так как с его потерей противник лишился крупнейшей тыловой базы, не говоря уже об аэродромах, питавших окруженную под Сталинградом группировку. Потеря железнодорожной коммуникации Лихая – Обливская, через которую шло все снабжение группы армий «Дон», а также угроза, нависшая над ее тылом, заставили немецкое командование срочно использовать против войск Юго-Западного фронта дивизии, сосредоточенные в районе Тормосина. Уже во второй половине 24 декабря частям 24-го танкового корпуса пришлось отражать атаки передовых частей противника, подошедших со стороны Тормосина.
25-й танковый корпус, преследуя отходившие части противника, 19 декабря ворвался в Кашары. Сюда по всем дорогам стекались отступавшие войска. Поэтому бои в этом районе сразу же приняли упорный характер. Неприятель, изо всех сил стремясь пробить себе путь на запад, настойчиво контратаковал части корпуса. Но прорваться на Миллерово, несмотря на сильную поддержку авиации, ему так и не удалось. Отброшенный в северо-восточном направлении, он попал под удар других советских соединений и был ими окончательно разгромлен.
В ночь на 21 декабря, подтянув тылы, 25-й танковый корпус возобновил наступление. 23—24 декабря танкистам пришлось вести тяжелые бои в районе Урюпина с частями 306-й пехотной и 8-й авиаполевой немецких дивизий, которые выдвинулись из района Тормосина. Хотя к исходу 24 декабря танкисты и овладели Урюпином, пробиться к Морозовску они не смогли.
Успешно действовал 1-й гвардейский механизированный корпус. После прорыва обороны он нанес удар в северо-западном направлении, в тыл 1-му армейском корпусу румын. 19 декабря его передовая 1-я гвардейская механизированная бригада (командир полковник Ф.В. Червяков) соединилась со 197-й стрелковой дивизией (командир генерал-майор М.И. Запорожченко), замкнув кольцо окружения вокруг румынских войск. Командир румынского корпуса, бросив подчиненные ему войска на произвол судьбы, вместе со своим штабом бежал. Хотя и с тяжелым потерями, но этой группировке все же удалось прорваться в юго-западном направлении. Однако далеко она не ушла. К исходу следующего дня в районе станицы Каргинской эта группировка, в которую входили части 7-й и 11-й румынских, также 62-й и 294-й немецких пехотных дивизий, корпусные части 1-го армейского корпуса румын, была полностью разгромлена 3-й гвардейской армией. Только убитыми противник потерял здесь более 2,5 тысячи человек, около 7,5 тысячи попали плен.