Вечером 5-го командованию Брянского фронта разрешили отводить войска на вторую полосу оборону – в районе города Брянска и реки Десна. Брянск приписывалось оборонять. Но уже 6 октября немцы с тыла захватили Брянск. Ерёменко отдаёт приказ прорываться с боем на восток.
И хотя Брянский фронт потерпел поражение, их не удалось взять в плотное кольцо и полностью уничтожить, значительные силы прорвались. Во время отступления погиб командующий 50-й армией генерал-майор М. П. Петров, а комфронта Ерёменко был тяжело ранен.