В течение ночи войска армии действовали передовыми отрядами. С утра перешли в решительное наступление в общем направлении на Орловку. Преследуя отходящего противника, соединения армии продвинулись на 18–24 км.
Соединения корпуса с 23.00 17 сентября перешли в наступление на Фаевку. Преследуя отходящего противника, вышли на рубеж: Становой (162-я сд) – Бугриновка (140-я сд) – Полянский (106-я сд).
С утра войска корпуса перешли в наступление в общем направлении на Орловку. Преодолевая огневое сопротивление отдельных арьергардов, советские соединения успешно продвигалась вперед. К исходу дня 37-я гв., 149-я, 193-я дивизии и 115-я бригада вели бой на окраинах Орловки. Действия пехоты поддерживал 255-й тп (6 Т-34 и 1 Т-70).
На участке LVI ак боевой группой 31-й пд были отражены слабые атаки. Значительные силы пехоты, поддержанные танками, атаковали боевую группу 4-й тд по обе стороны Орловки. Согласно донесению корпуса, все атаки были отражены. (71, frame001011)
ЖБД 4-й тд сообщает подробности боев – в 12.50 красноармейцы 37-й гв. сд просочились в непросматриваемую лощину у зернохранилища на северо-восточной окраине Орловки. Отсюда был открыт огонь по позициям 4-го разведбата. Контратакой пехоты на БТР 12-й тгп нанес удар из Полянского в тыл просочившихся красноармейцев. По немецким подсчетам, на поле боя осталось 20 погибших красноармейцев, 1 был пленен, подобрано 15 автоматических винтовок.
В 15.30 до 400 бойцов 193-й сд и 115-й сбр атаковали из района Боец на МТС. 110 красноармейцев вышли к Орловке. К15.45 первая волна атакующих вышла к Козиловке, вторая волна была остановлена огнем 2-см зениток. (78, frame000l 19)