Chiến dịch Smolensk (1943)
Giai đoạn thứ 3 (7 tháng 9 – 2 tháng 10 năm 1943) > Giải phóng Dukhovshina-Demidov

Bài chi tiết: Chiến dịch tấn công Dukhovshina-Demidov lần thứ hai
Cuộc tấn công đã được ấn định vào ngày 8 tháng 9. Tuy nhiên, khi đi kiểm tra mặt trận, Nguyên soái Pháo binh N. N. Voronov, đại diện Đại bản doanh phát hiện thấy dự trữ đạn pháo của Phương diện quân Kalinin mới chỉ đạt khoảng 50%. Số còn lại phải đến 6 đến 7 ngày mới được chở đến mặt trận. Ngay trong đêm 13 tháng 9. N. N. Voronov đã gọi điện thoại báo cáo tình hình và đề nghị hoãn cuộc tấn công đến khi đạn được tập kết đầy đủ. I. V. Stalin trả lời: "Cộng thêm 6 ngày. Nhưng sau thời hạn đó thì một phút cũng không được". Trong khoảng thời gian từ ngày 7 đến ngày 14 tháng 9 năm 1943, các đơn vị Hồng quân tiếp tục được bổ sung lực lượng và chuẩn bị cho đợt tấn công tiếp theo vào phòng tuyến của quân Đức. Tập đoàn quân xung kích 4 (Liên Xô) được điều động đến khu vực Pushky (???) trên hữu ngạn sông Tây Dvina để trợ lực cho Tập đoàn quân 43. Tập đoàn quân 31 (Phương diện quân Kalinin) được chuyển giao cho Phương diện quân Tây nhưng vẫn có nhiệm vụ tấn công Yartsevo như cũ. Tập đoàn quân không quân 3 được bổ sung 2 sư đoàn máy bay mới. Mật độ pháo binh được nâng lên 145-150 khẩu/km chính diện tấn công. Các lữ đoàn xe tăng 60, 230 và các lữ đoàn cơ giới 46, 47 có 240 xe tăng đã sẵn sàng ở thê đội 2.
9 giờ sáng 14 tháng 9, pháo binh các cỡ và các dàn Katyusha của Phương diện quân Kalinin bắt đầu trút đạn lên các vị trí phòng thủ của Tập đoàn quân xe tăng 3 (Đức). Trận pháo kích kéo dài 1 giờ 15 phút đã làm tan hoang hệ thống lô cốt, hầm hào của quân Đức. Một tù binh Đức thuộc Trung đoàn 481, Sư đoàn bộ binh 35 (Đức) khai: "Chúng tôi đã biết trước rằng quân Nga sẽ tấn công. Nhưng chưa bao giờ tôi thấy hỏa lực pháo binh dày đặc đến như vậy. Hầu hết hệ thống phòng thủ của chúng tôi bị phá hủy. Nhiều người chết và bị thương". Một tù binh khác của Trung đoàn 163, Sư đoàn bộ binh 252 cũng xác nhận: "Đại đội chúng tôi bị tổn thất hơn 40 người sau loạt pháo đầu tiên rất chính xác của quân Nga. Riêng trung đội của tôi đã có hơn 10 người chết". 20 phút trước khi trận pháo kích kết thúc, những quả đạn Katyusha đã "dọn dẹp" nốt những gì còn sót lại trên các tuyến phòng thủ của quân Đức xung quanh Demidov và Dukhovshchina.
10 giờ 15 phút, Tập đoàn quân 43 triển khai tấn công Demidov, Tập đoàn quân 39 tấn công Dukhovshchina. Tập đoàn quân 31 tiến đánh Yartsevo. Trong ngày tấn công đầu tiên, Tập đoàn quân 39 đã tiến sâu từ 4 đến 7 km, Tập đoàn quân 43 cũng đột phá sâu 6 đến 8 km vào đến tuyến phòng ngự thứ hai của quân Đức. Tập đoàn quân 31 cũng nhanh chóng mở rộng cửa đột phá và triển khai tấn công dọc theo đường sắt và đường bộ chạy song song từ Zhugino đi Yartsevo. Ngày 15 tháng 9, các tập đoàn quân 31, 39 và 43 tiếp tục khoét sâu cửa mở lên đến 13 km, giải phóng các thị trấn Skugrevo, Petrishchevo và Grishino. Ngày 18 tháng 9, Tập đoàn quân 39 đánh chiếm Dokhovshchina, đặt cụm phòng thủ của các sư đoàn bộ binh 95 và 129 (Đức) tại Yartsevo vào thế bị hở sườn trái. Ngày 19 tháng 9, Tập đoàn quân 31 đánh chiếm Yartsevo. Trên cánh phải của chiến dịch, Tập đoàn quân 43 đã mở rộng cửa đột phá lên đến 25 km, sâu 27 km. Ngày 22 tháng 9, Tập đoàn quân 43 giải phóng Demidov. Tập đoàn quân xung kích 4 trong vai trò trợ chiến trên cánh phải đã đánh chiếm Velizh và tấn công dọc theo sông Tây Dvina về hướng Vitebsk. Từ ngày 23 tháng 9 đến ngày 2 tháng 10, 3 tập đoàn quân cánh trái của Phương diện quân Kalinin và Tập đoàn quân 31 tiếp tục tấn công về phía Tây, giải phóng hơn 200 làng mạc và thị trấn. Ngày 28 tháng 9, Tập đoàn quân 43 chiếm Ponizovye. Ngày 29 tháng 9, Tập đoàn quân 39 đánh chiếm Rudnya. Ngày 2 tháng 10, Tập đoàn quân 39 tiếp tục chiếm Eliseevka. Tập đoàn quân xung kích 4 đã tiếp cận cửa ngõ Đông Bắc Vitebsk. Chiến dịch kết thúc. Phương diện quân Kalinin đã tiến ra biên giới Belarus. Ngày 20 tháng 10, nó được đổi tên thành Phương diện quân Pribaltic 1.