Chiến dịch tấn công Dukhovshina–Demidov lần thứ hai
Diễn biến > Đánh chiếm Demodov và Velizh

Trên cánh Tây của chiến dịch, trong ngày 14 tháng 9, Tập đoàn quân 43 đã nhanh chóng vượt qua lớp phòng thủ vòng ngoài của quân Đức và đánh chiếm các bến vượt trên bờ Bắc sông Kasplya. Ngày 16 tháng 9, các sư đoàn bộ binh 145, 179 (Liên Xô) với sự yểm hộ của Lữ đoàn xe tăng 46 đã tổ chức vượt sông Kasplya ở phía Tây Demidov, đánh bại ba cuộc phản kích của các sư đoàn bộ binh 205, 83 và 291 thuộc Quân đoàn bộ binh 6 (Đức) hình thành tuyến vây bọc phía Tây Demidov. Các sư đoàn bộ binh 262, 306 và Lữ đoàn bộ binh 114 cũng tổ chức vượt sông Kasplya ở phía Nam Demidov. Tướng K. D. Golubev chỉ để lại Lữ đoàn bộ binh xung kích 5 và Trung đoàn xe tăng 105 trấn giữ chính diện sông Kasplya, phía Bắc Demidov. Ngày 20 tháng 9, sau khi đánh chiếm Dukhovshchina, Tập đoàn quân 39 cũng ào ạt tiến sang phía Tây và đánh chiếm thị trấn Kasplya và vượt qua con sông cùng tên ở phía Nam Demidov 30 km. Thành phố Demidov bị nửa hợp vây từ phía Tây sang phía Nam.
Yểm hộ cho cánh phải của Tập đoàn quân này, ngày 14 tháng 9, cánh trái của Tập đoàn quân xung kích 4 (Liên Xô) mở cuộc tấn công vào thành phố Velizh. Đây là lần thứ ba, quân đội Liên Xô mở cuộc tấn công vào thành phố này sau hai cuộc tấn công không thành hồi tháng 3 và tháng 8 năm 1943. Rút ra bài học của các lần tấn công trước đây, trinh sát Tập đoàn quân xung kích 4 phát hiện Sư đoàn bộ binh 201 của không quân và Sư đoàn bộ binh xung kích 391 (Đức) đã đào nhiều căn hầm kiên cố tại các vị trí phòng thủ quan trọng như pháo đài cổ Velizh, nhà máy gỗ Velizh và các tòa nhà bằng gạch và đá của thành phố. Hai ống khói cao của khu lò sấy gỗ cũng được tận dụng làm các hỏa điểm súng máy có tầm xạ giới bao quát rất rộng, có thể vừa dùng trong tác chiến phòng không, vừa dùng để chống bộ binh. Các công trình này rất khó bị phá hủy bởi pháo binh và không quân cường kích. Đây chính là các vị trí phòng thủ đã gây nên sự tổn thất của 2 trung đoàn bộ binh Liên Xô trong hai trận tấn công trước đó.
Tướng A. I. Yeryomenko quyết định dùng công binh để giải quyết vấn đề. Ngày 15 tháng 9, Lữ đoàn 5 công binh đặc nhiệm được điều động từ lực lượng dự bị của Phương diện quân Kalinin đến khu vực Velizh. Dưới sự phối hợp yểm hộ của Sư đoàn bộ binh 358 và Lữ đoàn bộ binh 101 (Quân đoàn bộ binh 92), Lữ đoàn 5 công binh đã từ bờ sông Tây Dvina đào một đường hầm sâu dài hơn 300 m đến pháo đài Velizh, ngay dưới căn hầm chính được sử dụng làm Sở chỉ huy tiền phương của Sư đoàn bộ binh xung kích 391 (Đức). Ngày 19 tháng 9, đường hầm đã được đào xong trong sự ngụy trang kín đáo. Một nhánh đường hầm khác cũng được công binh Liên Xô đào xuyên đến phía dưới văn phòng của nhà máy gỗ, nơi đặt sở chỉ huy của Sư đoàn bộ binh 201 (Đức). Thuốc nổ đã được công binh Liên Xô nhồi vào trong các hầm và quân Đức vẫn không hay biết về tai họa sắp đến. 6 giờ sáng ngày 20 tháng 9, vụ nổ long trời của gần 3 tấn thuốc nổ đã làm rung chuyển thành phố Velizh. Những tốp lính Đức còn sống sót ra hàng không kháng cự. Pháo đài Velizh bị hạ đã làm cho tuyến phòng thủ của Sư đoàn bộ binh xung kích 391 và Sư đoàn bộ binh 201 Đức) tại Velizh nhanh chóng sụp đổ. Ngày 25 tháng 9, cánh trái của Tập đoàn quân xung kích 4 (Liên Xô) đã tiếp sâu thêm 45 km về phía Tây Nam đến Surazh trên biên giới Nga - Belarus. Tận dụng tháng lợi của Tập đoàn quân xung kích 4, ngày 26 tháng 9, Sư đoàn bộ binh 145 (Tập đoàn quân 43) đánh chiếm thị trấn Ponizovye.
Pháo đài cổ Velizh thất thủ và các thị trấn Surazh, Ponizovye, những mắt xích quan trọng trên tuyến phòng thủ sông Kaplya rơi vào Tây Quân đội Liên Xô đã làm cho các sư đoàn bộ binh 263, 87, 206 của Quân đoàn bộ binh 6 (Đức) có nguy cơ bị bao vây. Trưa ngày 20 tháng 9, tướng Hans Jordan hạ lệnh di tản khẩn cấp khỏi Demidov. 2 sư đoàn Đức đang phòng thủ Demidov và tàn quân của 4 sư đoàn bại trận trên tuyến sông Kasplya tháo chạy về phía Tây trong sự truy kích của các tập đoàn quân 39 và 43 (Liên Xô). Ngày 21 tháng 9, các sư đoàn bộ binh 262, 270 và Lữ đoàn bộ binh 114 (Liên Xô) tiến vào giải phóng Demidov. Ngày 23 tháng 9, Tập đoàn quân 39 đánh chiếm Elkovo (???), Tập đoàn quân 43 chiếm Lelekvilsk (???). Ngày 28 tháng 9, Tập đoàn quân 43 tiếp tục tiến chiếm Mikulino, Butrovo, Sutoki, Khlystovka và Lyady. tiến ra biên giới Nga - Belarus phía Đông Vitebsk. Ngày 29 tháng 9, sau một trận công kiên kéo dài cả ngày, Quân đoàn bộ binh 5 (Tập đoàn quân 39) đánh chiếm thành phố Rudnya, một trung tâm giao thông lớn và là mắt xích quan trọng trên tuyến phòng thủ của quân Đức phía Đông Nam Vitebsk. Ngày 2 tháng 10, cánh trái của Phương diện quân Kalinin dừng tấn công và củng cố các vị trí phòng thủ trên tuyến Surazh - Ponizovye - Rudnya.