11时30分，苏第94近卫步兵师第团在别尔哥罗德电站大楼升起了红旗。18时，第69集团军和近卫第7集团军攻占了别尔哥罗德。
根据斯大林的命令，为了庆祝收复别尔哥罗德和同一天奥廖尔的解放，于年8月5日24时在莫斯科以门礼炮齐鸣12响。这是苏德战争中，苏联人第一次用鸣放礼炮来庆祝胜利，此后这成为一种惯例。
战斗进行到8月5—7日，德军在别尔哥罗德—哈尔科夫突出部内所面临的形势已相当危险：短短3——4天战斗，德军一线各步兵师就已经被打得七零八落，全部4个装甲师都被投入交战并蒙受重创。但德军未能阻止沃罗涅日方面军来自北面的致命推进，托马罗卡被红军占领，3——4个师因此陷入包围并被逐渐吃掉，没有被包围的部队如第步兵师也只剩下一个空架子；红军草原方面军则夺回了别尔哥罗德。
苏联人为此付出的代价也不轻微。8月6日，科涅夫和朱可夫向斯大林联名上书，承认仅第69集团军就需要补充2万新兵。红军坦克部队在进攻德军坚固抵抗枢纽时的损失也相当严重，还有大量战车因为技术故障而退出了战斗。