27 августа в 4.30 утра Исмет приказал кавкорпусу произвести разведку в сторону Думлупинара, а в 15.30 приказал ему выйти в тыл грекам, а I и IV корпусам – преследовать бегущего неприятеля. В полдень пал Афьон-Карахисар, и греческие корпуса A и B начали свой безостановочный бег к морю, пытаясь выскочить из готовой захлопнуться ловушки. Турецкая первая армия продолжала наступление в северном направлении. В ночь с 27 на 28 августа Кемаль-паша прибыл в Афьон-Карахисар, чтобы разделить славу победы с Исметом. Сразу после полуночи Исмет издал приказ, согласно которому 1-я армия поворачивала к западу, чтобы окружить отступающих греков. Утром 28 августа турки продолжали преследовать распадающуюся греческую армию. Кавалерийский корпус повернул на север, чтобы отрезать противнику пути отхода. 2-я армия в свою очередь повернула свою кавалерию на юг. Ловушка захлопнулась. К концу дня греческое командование полностью потеряло управление над корпусами A и B. Греческие войска, думая только о том, чтобы спастись, пытались проскочить через Думлупинар. Это уже были остатки частей, потерявшие всякую боеспособность. Преследование превратилось в избиение. Командир корпуса A генералмайор Харилаос Трикопос и командир корпуса B генерал-майор Кимон Дигенес объединили свои штабы, пытаясь хоть как-то наладить управление отступлением. Трикопос, как старший по производству в чин, возглавил общее руководство отходом. 29 августа турки зажали остатки греческой армии на узком оборонительном периметре. Исмет приказал кавалерийскому корпусу вернуться назад и установить связь с I армейским корпусом, чтобы уплотнить кольцо окружения и отрезать грекам последние пути отхода.
Кемаль беспокоился, что войска Исмета наступают недостаточно быстро и часть греков может избежать уничтожения. 30 августа он взял на себя руководство операциями. Он прибыл в штаб IV армейского корпуса и послал Февзи в штаб 2-й армии, чтобы подтолкнуть ее части вперед. Окруженные греческие войска были объединены в группу Трикопоса, включавшую в себя остатки пяти пехотных дивизий и большого числа корпусных частей. Кемаль расположил свой командный пункт на холме, который впоследствии был назван Зафертепе (Холм Победы). Вскоре он понял, что обстановка меняется настолько быстро, что отдавать вовремя приказы сверху не получится, поэтому все будет зависеть от инициативы. В течение дня остатки греческих 4-й, 5-й, 9-й, 12-й и 13-й дивизий сдались в плен. Генералы Трикопос и Дигенес и еще 6 тыс. человек смогли ускользнуть в горы на северо-западе. В честь Кемаля турки назвали битву при Думлупинаре «Битвой главнокомандующего».
31 августа Кемаль, Февзи и Исмет обсудили, что делать дальше. Февзи предложил 2-ю армию двинуть на север к Измиру, а 1-й армией продолжать наступление на Измир. Исмет считал, что обе армии должны непрерывно преследовать противника, чтобы не дать грекам оправиться и организовать оборону. Он указал, что, хотя его войска в значительной мере израсходовали боеприпасы и второй большой битвы провести не в состоянии, они сохраняют способность к преследованию и к маневру. А состояние греческой армии таково, что она в ближайшем будущем не способна к большому сражению. Кемаль согласился с Исметом и приказал 1 сентября всеми силами продолжать преследование в направлении Измира. Он закончил приказ исторической фразой: «Солдаты! Ваша непосредственная цель – Средиземное море. Вперед!»
Обезумевшие от страха греки превратились в дикие банды, грабившие, поджигавшие и уничтожавшие всё на своем пути.
1 сентября Кемаль обращается к армии с лаконичным приказом: «Солдаты, ваша главная цель – Средиземное море, вперед!» И турецкая армия двинулась вперед, освобождая Западную Анатолию.
В ходе возобновившегося преследования греческие армейские корпуса A и B полностью утратили какое-либо сходство с регулярными войсками и превратились в беспорядочно бегущие толпы, избиваемые турецкой кавалерией и пехотой. В ночь со 2 на 3 сентября группа войск во главе с Трикуписом была окружена турецким кавкорпусом у Ушака и принуждена к сдаче. Осознав бессмысленность дальнейшего сопротивления, Трикупис и Дигенес сдались в плен вместе со 500 офицерами и 5000 солдатами, а также с десятком орудий и двумя сотнями пулеметов. Уже в плену он узнал о своём назначении главнокомандующим греческими войсками вместо отстранённого Хадзианестиса, которого впоследствии расстреляли, возложив ответственность за поражение.
Встреча Кемаля с плененным генералом Трикуписом и другими пленными греческими офицерами состоялась в Ушаке 3 сентября. Он пожал руку поверженному врагу и предложил кофе и сигареты. Трикупис был подавлен происшедшим. «Успокойтесь, – утешал его Кемаль. – Вы знаете, история знает немало великих военачальников, оказавшихся пленниками: например Наполеон». Очевидно, подобное сравнение бедный грек воспринял как издевательство.