面军五个集团军突围撤退。突围命令一到，苏军的抵抗立刻崩溃，部队陷入了混乱。苏军炸毁了第聂伯河上的桥梁，退守基辅城区。为了解救被围军队，铁木辛格先后调集几个集团军的兵力进攻外围德军，然而遭到德军第十七集团军的顽强阻击。被围苏军也向德军发起数次突击，德军阵地一度陷入危机，然而德军后援部队及时赶到，苏军突围失败。正在这时，基辅城内的军政要员们抛弃了他们的士兵和百姓乘飞机逃出了包围圈，城内人心涣散，一片混乱。很快，德军第五军团攻占了基辅。
9月19日，苏军西南方面军消失了，五个集团军，60余万人惨遭歼灭。苏军第5、第21、第37、第26集团军大部，第40、第38集团军之一部被歼灭。苏西南方面军司令员基尔波诺斯上将、参谋长图皮科夫、政委布尔米什坚科在突围中阵亡。包括苏第5集团军司令波塔波夫在内的66万人被俘。884辆坦克，3718门火炮，3500辆车辆被德军击毁或缴获。
就基辅包围战本身而论，实在可以算是一次极大的成功。对德军而言，也可算是一个空前的杰作。从战略方面来说，似乎也有很充分的理由。德军不但歼灭了大量苏军有生力量，而且获得了富饶的乌克兰和顿涅茨盆地。从战略上来看，似