Als am 14. August 1941 durch eine Umstrukturierung der Kräfte die neue Brjansker Front unter Generaloberst A.I. Jerjomenko gebildet wurde, fasste man im Raum Karatschew gleichzeitig die 217., 279., 258., 260., 290., 278., 269., 280. Schützen-Division sowie die 55. Kavallerie-Division zur neuen 50. Armee dieser Front zusammen. Petrow wurde zu ihrem Befehlshaber ernannt. Die Kämpfe dauerten weiter an. Die Brjansker Front konzentrierte ihre Gegenangriffe Ende August und Anfang September 1941 zwar auf die Panzergruppe 2 unter Generaloberst Guderian, die langsam nach Süden Raum gewann und somit die Schlacht bei Kiew einleitete. Aber Petrows 50. Armee war daran nicht beteiligt. Sie sollte Anfang September mit vier Divisionen eine Offensive der Reservefront unter Armeegeneral Georgi Schukow gegen die deutsche 4. Armee unterstützen. Während die Reservefront im Jelnja-Bogen einen Erfolg verbuchen konnte, blieb der Vorstoß der 50. Armee weitgehend erfolglos.