כיתור הארמייה השלישית של מצרים
הפסקת האש של 22 באוקטובר והשלמת הכיתור

הפסקת האש לא נשמרה על ידי הצדדים. כשהואשמה ישראל בכך שהפרה את הפסקת האש, טענה כי המצרים היו אלו שפתחו ראשונים באש. נראה כי מפקד הארמייה השלישית, עבד אלמונעם ואסל, לא נשמע להוראות מקהיר ופעל אחרי 22 באוקטובר בניסיון לחלץ חלק מכוחותיו מהמצור. בישיבת ממשלת ישראל שנערכה ב-22:40 מסר הרמטכ"ל, דוד אלעזר, כי כל הזמן הוא מקבל ידיעות אודות ירי של המצרים על כוחות צה"ל, לרבות לחץ כבד על יחידת צה"ל הממוקמת בקצה הדרומי של האגם המר הקטן. באותה ישיבה אמר דיין כי אם תמשכנה הפרות המצרים, ימשיך צה"ל בפעולותיו, אולם רק בגזרה הדרומית. בבוקר 23 באוקטובר, לאחר שאלעזר קיבל את אישור דיין והורה: "בגזרת ארמייה 3 - חופש-פעולה!", פתח חיל השריון הישראלי בתנועה של כוחות גדולים דרומה ובהשתלטות על כל המרחב שממערב לאגמים המרים. תנועת הכוחות הישראלים הייתה מהירה בעקבות סיוע שקיבלו מחיל האוויר ומיחידות חי"ר ישראליות שהצטרפו ללחימת השריון. בשעה 23:00 הגיע כוח מאוגדה 252 לראס אדביה (לשון היבשה התוחמת מדרום את נמל אל-אדביה) שלחוף מפרץ סואץ, לאחר שנע על ציר עורפי למרגלות ג'בל עתקה. בכך הושלם כיתור הארמייה השלישית. הכוחות המכותרים כללו כ-30,000 חיילים וכ-300 טנקים שהשתייכו לדיוויזיות החי"ר 7 ו-9 של הצבא המצרי ולחטיבה משוריינת מצרית. ב-24 באוקטובר, כשהחלטה 339 נכנסה לתוקף, עמדו הכוחות המצריים המכותרים תחת האיום של מחסור במזון, מים, דלק ואמצעי לחימה. להערכת הרמטכ"ל המצרי סעד א-שאזלי, מלאי המזון של הארמייה הספיק לארבעה ימים בלבד. לטענתו, מבחינת כוחות שריון כלל הכוח המצרי במערב התעלה רק שתי חטיבות טנקים שנערכו לבלימה ממערב לכוחות הישראלים. הכוח הישראלי, שמנה לטענתו ארבע חטיבות שריון, הקצה חטיבה אחת להעסקת שתי החטיבות המצריות בעוד ששלוש חטיבות השריון האחרות נעו דרומה ללא התנגדות משמעותית. במקביל, מתארת ספרות המלחמה המצרית את ימי הלחימה מ-22 באוקטובר ועד סיום המלחמה (על פי מקורות מצריים הסתיימו הקרבות ב-28 באוקטובר עם כניסת משקיפי האו"ם לעמדותיהם) כמופת ל"לחימה עממית" של תושבי האזור.
קיימת טענה כי קיסינג'ר עודד את ישראל להפר את הפסקת האש. טענה זו נסמכת על תרשומת שנערכה בשיחה בין קיסינג'ר וראש ממשלת ישראל, גולדה מאיר, בפגישתם ב-22 באוקטובר בתל אביב, עם שובו של קיסינג'ר ממוסקבה. קיסינג'ר אמר: "לא תתקלו במחאות זועמות מוושינגטון אם משהו יקרה במשך הלילה, בזמן טיסתי. מאומה לא יכול להתרחש בוושינגטון עד מחר בצהריים". לעומת זאת, טוענים האחים מרווין וברנרד קאלב כי קיסינג'ר ניסה בכל דרך אפשרית לכפות על ישראל לשמור על הפסקת האש המתוכננת. זוהי גם טענתו של ויליאם קוואנדט.
הפסקת האש בשתי החזיתות נכנסה סופית לתוקפה ב-24 באוקטובר, בצל איום סובייטי להתערבות קונבנציונלית של ברית ורשה, וגרעינית באמצעות שתי חטיבות טילי סקאד גרעיניים באזור הדלתא של הנילוס, דבר שגרם לכוננות גרעינית בישראל, ולהעמדת הצבא האמריקני בכוננות שכללה כוננות גרעינית, שהביאה להסרת האיום הסובייטי. בשעה 7:00 בבוקר 24 באוקטובר החלה הפסקת האש לאחר ששני הצבאות קיבלו אותה והורו לכוחותיהם על נצירת אש. עם זאת, ישראל לא קיבלה את חלק ההחלטה שאמר כי עליה לשוב לקווי הפסקת האש של 22 באוקטובר. כמו כן, ישראל החלה באותו בוקר בהתקפה על העיר סואץ בה נכשלה וספגה אבדות כבדות. גם בגזרות לחימה אחרות של הארמייה השלישית נמשכו חילופי אש בין הכוחות הלוחמים, ולקראת צהרי היום הפעילו הצבאות את חילות האוויר שלהם שקיימו עד אותה שעה את הפסקת האש. במשך כל היום תבע הממשל האמריקאי מישראל לחדול מפעולות התקפיות ולכבד את הפסקת האש. למרות טענת אלעזר כי הארמייה השלישית ממזרח, ודיוויזיה 4 המצרית ממערב, מנסות להבקיע את הכיתור ממערב, ניתנה אחרי הצהריים הוראה להפסיק את פעולת חיל האוויר ולצמצם את הפעילות היבשתית, וזאת לאחר איום בשמו של ניקסון על כך ש"ינתק עצמו מישראל".
רק ב-25 באוקטובר פסקה הלחימה, לאחר שחולץ כוח הצנחנים הישראלי שהיה נצור בעיר סואץ. באותו יום קיבלה מועצת הביטחון את החלטה 340 שקראה להפסקת אש מיידית, לשיבה לקווי 22 באוקטובר ולהצבת כוח משקיפי או"ם בין הצבאות.