בליל 11/12 בפברואר עבר גם "כוח שטמרמן" למתקפה, בפעם הראשונה מאז פתיחת קרב קורסון, במגמה להבקיע את טבעת הכיתור הסובייטית הפנימית ולחבור לכוחות קורפוס הפאנצר ה-3 באזור ליסיאנקה. כוחות משימה משלוש דיוויזיות גרמניות פתחו במתקפה מקו סטבלוב -טראשצ'ה לכיוון דרום-מערב, ובמהלך אותו לילה וביום המחרת הצליחו להשיג התקדמות של מספר קילומטרים ולכבוש את הכפרים חילקי , שנדרובקה ונובאיה בודה .
חידוש מאמצי החילוץ של קורפוסי הפאנצר ה-47 וה-3, וההבקעה של "כוח שטמרמן" לכיוון ליסיאנקה, הפתיעו את הפיקוד הסובייטי וגרמו לדאגה חמורה בקרבו. בפעם הראשונה מאז פתיחת מבצע קורסון-שבצ'נקובסקי, נוצרה סכנה ממשית לפריצת טבעת הכיתור הסובייטית ולחבירה של כוחות החילוץ הגרמניים עם הכוחות המכותרים בכיס קורסון-צ'רקאסי. כתוצאה מכך החליט סטלין להתערב באופן אישי בניהול המבצעים הצבאיים באזור. לאחר ששוחח בטלפון עם קונייב ועם ז'וקוב (ששימש כנציג הסטאבקה וכמתאם הפעולות של החזיתות האוקראיניות הראשונה והשנייה במרחב קורסון) הוא הורה ב-12 בפברואר בלילה לערוך מספר שינויים במבנה הפיקוד הסובייטי במרחב קורסון. קונייב קיבל את הפיקוד על כל הכוחות הסובייטיים בטבעת הכיתור הפנימית, כולל הארמייה ה-27 של ואטוטין (שהועברה תחת פיקודו) ומונה כאחראי על ניהול המבצע לחיסול הכוחות הגרמניים בכיס קורסון. ז'וקוב מונה כמפקד כל הכוחות של שתי החזיתות האוקראיניות בטבעת הכיתור החיצונית, ומשימתו הייתה למנוע מכוחות החילוץ הגרמניים לחבור ל"כוח שטמרמן" בכל מחיר, ואילו ואטוטין הודח למעשה מהפיקוד על כוחות החזית שלו במרחב קורסון (כנראה כעונש על כישלונו למנוע את ההבקעה של קורפוס הפאנצר ה-3 לעבר ליסיאנקה) והועבר לפקד באופן אישי על המבצעים שניהלו הארמיות, שפעלו באגף הימני (הצפוני) של החזית באזור רובנו-לוצק-דובנו.
מחסור בדלק ובתחמושת, כתוצאה מקשיי התנועה בדרכים, שהפכו לנהרות בוץ, והתקפות סובייטיות על צירי האספקה של הכוחות הקדמיים של קורפוס הפאנצר ה-3, מנע את המשך המתקפה הגרמנית ב-12 בפברואר. אך ב-13 בחודש חידשו כוחות החלוץ של בריית את התקדמותם. רגימנט הפאנצר הכבד באקה, בסיוע גדוד "פנתרים" וכוחות חרמ"ש של דיוויזיית הפאנצר ה-16 הצליח לפרוץ מראש הגשר בפרנקובקה, כבש את דשוקובקה לאחר קרב קשה, והגיע עד לקו צ'סנובקה -קיצ'ינצי , מרחק של כ-10 ק"מ בלבד מהעמדות הקדמיות של "כוח שטמרמן", לפני שנבלם לבסוף. במקביל חצו כוחות שריון וחרמ"ש מדיוויזיית הפאנצר ה-1 את נחל גנילוי טיקיץ' באזור ליסיאנקה, תפסו ראש גשר בגדה המזרחית (הצפונית) שלו והשתלטו על החלק הצפוני של ליסיאנקה.
גאורגי ז'וקוב היה נחוש למנוע מקורפוס הפאנצר ה-3 לחבור ל"כוח שטמרמן", ולכן הזרים תגבורות חזקות של שריון, חי"ר, ארטילריה ואמצעי נ"ט לאזור ליסיאנקה-פרנקובקה כדי למנוע מהגרמנים לפרוץ מראשי הגשר שלהם. ז'וקוב העריך, שקורפוס הפאנצר ה-47 המותש אינו מהווה איום משמעותי, ושהארמייה ה-53 חזקה מספיק לבלום את המשך התקדמותו, ולכן העביר את הכוחות העיקריים של ארמיית המשמר המשוריינת ה-5 (שבשלב זה נותרה עם כ-60 טנקים מבצעיים בלבד) מאזור זבניגורודקה צפונה, כדי לתגבר את הכוחות, שעמדו מול קורפוס הפאנצר ה-3. קונייב תגבר אף הוא את כוחותיו בפרוזדור, שהפריד עדיין בין "כוח שטמרמן" לבין קורפוס הפאנצר ה-3, ובין השאר העביר לשם את קורפוס משמר הפרשים ה-5, שנועד לערוך התקפת נגד ולהדוף את "כוח שטמרמן" מהשטח שנכבש על ידו ב-11 וב-12 בפברואר.
המתקפה החדשה של קורפוס הפאנצר ה-3 יצרה בליטה עמוקה, אך צרה למדי, בחזית הסובייטית. כיסי התנגדות סובייטיים, שנעקפו במהלך המתקפה, הטרידו את השיירות הגרמניות, שהובילו אספקה ותגבורות לכוחות החלוץ של הקורפוס, וארמיות הטנקים ה-2 וה-6 בסיוע כוחות חי"ר מהארמיות ה-40 וה-27 הנחיתו שורת התקפות נגד עזות על האגפים הארוכים והפגיעים של הבליטה הגרמנית, ואיימו לנתק את בסיסה. התקפות הנגד הסובייטיות נבלמו בקושי רב, אך ריתקו חלק גדול מהכוחות של קורפוס הפאנצר ה-3 והקורפוס ה-7, ואילצו אותם לעבור למגננה. כתוצאה מכך, ניתן היה לשחרר רק חלק מהכוחות הקדמיים של קורפוס הפאנצר ה-3 להמשיך במאמץ החילוץ של "כוח שטמרמן", ולא ניתן היה לתגבר אותם.
לאחר שבחן את מצב כוחותיו בראשי הגשר מצפון לנהר גנילוי טיקיץ', החליט בריית לרכז את כל הכוחות הפנויים שנותרו ברשותו, למאמץ התקפי אחרון מראש הגשר בליסיאנקה, במטרה לחבור אל "כוח שטמרמן" בקו חילקי-קומארובקה . לצורך זה הוא תגבר את יחידות דיוויזיית הפאנצר ה-1 שהחזיקו בראש הגשר, בגדוד הטיגרים של רגימנט הפאנצר הכבד באקה ובשני צוותי קרב חלשים מדיוויזיית הפאנצר אס אס ה-1. ז'וקוב, שחשש מפני אפשרות זו, ריכז סביב ראש הגשר הגרמני כוחות חזקים, שכללו שני קורפוסי טנקים (כולל רגימנט עצמאי של טנקים כבדים חדשים מדגם סטלין, שזו הייתה ההופעה הראשונה שלהם בשדה הקרב), בסיוע 2 דיוויזיות חי"ר ובריגדה אנטי טנקית. בנוסף, כוחות הנדסה סובייטיים הטמינו 20 אלף מוקשים חדשים בצירי ההתקדמות המשוערים של הגרמנים.
עד ה-15 בפברואר הצליחו כוחות הנדסה גרמניים לתקן את שני הגשרים, שחיברו בין החלק הדרומי והצפוני של ליסיאנקה (ושפוצצו קודם לכן על ידי הסובייטים) ולהשמיש אחד מהם למעבר טנקים. באותו יום חודשה המתקפה הגרמנית מראש הגשר בליסיאנקה, אך הכוחות התוקפים נתקלו בהתנגדות סובייטית עזה, והצליחו להתקדם רק עד הפאתים הדרומיים של הכפר אוקטייבר (Oktyaber). למחרת הצליחו הגרמנים להשתלט על הכפר, אך הניסיון של גדוד הפאנצר הכבד ה-503 (טיגרים) לנצל את ההצלחה כדי לכבוש את גבעה 239 (כ-2 ק"מ מצפון-מזרח לאוקטייבר), שהייתה הנקודה הגבוהה ביותר ברכס הגבעות, שהפריד בין כוח החילוץ הגרמני לבין "כוח שטמרמן", ואת הכפר ז'ורז'ינצי , נכשל. כוח גרמני קטן הצליח להגיע לפסגת גבעה 239, אך נאלץ לסגת ממנה לאחר שספג אש כבדה מתותחי נ"ט ומטנקים סובייטים, שמוקמו באגפיו. הכוחות הגרמנים באזור ליסיאנקה ספגו אבדות ניכרות, ובתום היום הצטמצם כוחם ל-20 טנקים מבצעיים בלבד (12 פנתרים ו-8 טיגרים). בנוסף, הופעל עליהם לחץ כבד מצד יחידות מארמיית המשמר המשוריינת ה-5, שתקפו אותם פעם אחר פעם, ואילצו אותם לעבור למגננה. בשלב זה הבין הפיקוד הגרמני, שקורפוס הפאנצר ה-3 חלש מכדי להבקיע לבדו את טבעת הכיתור הסובייטית ולחבור ל"כוח שטמרמן", למרות המרחק הקצר שעדיין הפריד ביניהם. מאנשטיין והמפקדים של ארמיית הפאנצר ה-1 והארמייה ה-8 הגיעו למסקנה, שרק פריצה החוצה של הכוח המכותר תוכל להציל אותו מהשמדה.
הלחימה בתוך כיס קורסון-צ'רקאסי (28 בינואר-15 בפברואר).
במקביל ללחימה סביב טבעת הכיתור החיצונית של כיס קורסון, התנהלה לחימה קשה גם בתוך שטח הכיס. שני הקורפוסים הגרמניים, שכותרו בתוך הכיס, כללו כ-60 אלף חיילים, 50-70 כלי רכב משוריינים ולמעלה מ-300 קני ארטילריה (מתוכם כמה עשרות תותחים מתנייעים). הכוחות הסובייטיים שהוקצו לחיסול הכוחות המכותרים, כללו את הארמייה ה-52 וארמיית המשמר ה-4 מהחזית האוקראינית ה-2, וחלק מכוחה של הארמייה ה-27 של החזית האוקראינית ה-1 (הקורפוס ה-47 של הארמייה סופח לארמיית הטנקים ה-6 בטבעת הכיתור הסובייטית החיצונית). שלוש הארמיות הנ"ל כללו בסך הכל כ-90 אלף חיילים עם פתיחת מבצע קורסון-שבצ'נקובסקי, כך שכוחן לא עלה בהרבה על הכוחות הגרמניים המכותרים. רוב הכוחות המשוריינים הסובייטיים רותקו להדיפת מאמצי החילוץ של מאנשטיין בטבעת הכיתור החיצונית, ולכן הכוחות שהיו פנויים לעסוק בחיסול הכיס כללו בעיקר חיל רגלים בסיוע ארטילריה. בנוסף, הפשרת השלגים, שהקשתה כל כך על מאמצי החילוץ הגרמניים, יצרה בעיות אספקה קשות גם לצד הסובייטי, ולא אפשרה להעביר כמויות מספיקות של פגזים לארטילריה הסובייטית, לצורך חיסול העמדות המבוצרות ומעוזי ההתנגדות הגרמניים בתוך שטח הכיס.
למרות בעיות אלו, שהקשו מאוד על התקדמות הכוחות הסובייטיים בטבעת הכיתור הפנימית, ועל חיסול הכוחות המכותרים בכיס קורסון, שטחו של הכיס הגרמני, שעמד בתחילה על כ-1,500 קמ"ר, הצטמצם במהירות. בשלב ראשון נאלצו הגרמנים לפנות במהירות את כוחותיהם מהחלק המערבי של מבלט קורסון-צ'רקאסי, כדי להגן על עורפם, שנחשף עקב התקדמות הכוחות הסובייטיים שכיתרו את המבלט, וליצור מערך הגנה היקפי. בשלב שני החל שטמרמן להסיג את כוחותיו מהחלקים המזרחי והצפוני של הכיס לכיוון העיר קורסון, כדי להתקרב ככל האפשר לכוחות החילוץ של מאנשטיין. עד 10 בפברואר הצטמצם שטח הכיס הגרמני ל-450 קמ"ר בלבד. יום לפני כן כבשו הכוחות הסובייטיים את העיר גורודישצ'ה . החל מה-11 בפברואר, במקביל לחידוש ההתקדמות של קורפוס הפאנצר ה-3 לקראתו, החל "כוח שטמרמן" להבקיע את דרכו לכיוון דרום-מערב, בשורה של התקפות לילה, דרך שטח שכבר נכבש על ידי הצבא האדום, כדי להגיע לעמדת זינוק טובה לקראת הפריצה החוצה מטבעת הכיתור הסובייטית. ב-13 בפברואר איבדו הגרמנים את מסלול הנחיתה האחרון שעמד לרשותם בתוך הכיס (וכתוצאה מכך לא ניתן היה להמשיך לפנות פצועים מהכיס, והלופטוואפה התקשה להמשיך בהעברת אספקה ל"כוח שטמרמן"), וב-14 בחודש נפלה העיר קורסון עצמה לידי הכוחות הסובייטיים המתקדמים. עד ה-15 בפברואר נותר בידי הגרמנים שטח של כ-18 קמ"ר, שכלל 3 נקודות יישוב, סביב הכפר שנדרובקה, שהיה חשוף כולו לאש הארטילריה הסובייטית.
הלחימה בזירה האווירית והרכבת האווירית הגרמנית ל"כיס קורסון".