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12月18日，等待德军前锋部队的不是被围困而导致崩溃的红军部队，而是炸毁大坝之后被大水漫溉的平原农田。
红军早就撤了，虽然他们抛弃了几乎所有的重武器，但这次的撤退，成功将德军先锋引入了河湾地带，也让红军保存了有生力量。
上午9点，超过200门火炮参与的火力覆盖集中打击了捷捷列夫河河湾地带。一个小时后，卡图科夫旗下第3机械化军和第8装甲军分别从南北两个方向渡过捷捷列夫河。第3机械化军奔第七日火车站而去，第8装甲师则是试图正面消灭德军进攻部队。
这次战斗是红军精锐坦克军和德军十大王牌的又一次较量，战斗一直持续到12月21日才结束。卡图科夫这边损失坦克130辆左右，伤亡约8500人。罗科索夫斯基的支援部队损失坦克40辆左右，伤亡约1万2千人。
截至到12月22日德军撤回到17日进攻发起的战线上时，德军损失坦克58辆，其中9辆为虎式和虎王坦克，11辆为豹式坦克。伤亡数字大约在3000到5000人左右。
看起来德军损失相对较少，然而德军这一次失败，便直接干掉了整个第四装甲集群三分之一的装甲力量。
红军的损失相对于红军庞大的家底，不过只是九牛一毛。
不得不说，卡图科夫这一招棋使用的非常巧妙。让红军部队主动后撤诱敌，本就是大胆的战法，而之后炸掉大坝的做法就更是精彩——断绝德军进攻路线的同时又影响了德军后撤的步伐，将两面夹击变成了三面包围。最后近卫第1坦克集团军的大决战中，卡图科夫果断再三增兵，不但成功打击了德军的进攻部队，也让自己再一次在众人面前出了风头。
22日夜晚的会议上，罗科索夫斯基高兴的说：
“德国人冲进伏击圈的时候可能满脸都是不知所措，他们不知道我们到底去了哪里，也根本不知道他们下一步要攻向什么地方。”
卡图科夫也跟着说：
“或许他们都在怀疑是不是自己在河湾里迷路了，哈哈哈哈。”
“炸掉大坝更是巧妙，直接将德国人前进的道路封死，更让他们茫然。”
毫无疑问的是，这次的日托米尔防御战役，卡图科夫立了头功，罗科索夫斯基更是功不可没。
然而在联盟之后修订的战史中，把12月5日到12月22日这段时间的日托米尔防御战役一笔带过，反而是对接下来的日托米尔进攻战役大书特书。并且在某东方大国的一些人，直接将初期防御战斗的功劳全部都揽到了瓦图京身上，说瓦图京成功戏耍了曼施坦因。
然而在日托米尔防御战役中，瓦图京一直都在华铺给朱可夫打下手。曼施坦因则是频繁往返于前线和后方，劝说那个人放弃切尔卡瑟的突出部。也就是说，日托米尔防御战役是卡图科夫将军和罗科索夫斯基将军，对德军劳斯将军的一战。和曼施坦因本人关系不大，和瓦图京更是毫无关联。
12月22日凌晨，得知罗科索夫斯基成功逼退德军之后，斯大林同志立刻发出指示，要求乌库兰第一方面军立刻反击，一定要迅速夺回日托米尔铁路线。
收到命令后，罗科索夫斯基便在朱可夫的劝说之下回到了白罗斯那边，这也代表罗科索夫斯基再次被从他应该得到的荣誉中被排挤走了。