13 сентября 1943 года ударные части 3-й (командующий А.В. Горбатов) и 11-й (командующий И.И. Федюнинский) армий развернули наступление. В первый же день боев, сломив упорное сопротивление, войскам центральной группировки Брянского фронта удалось захватить ряд важных опорных пунктов немцев на восточном берегу Десны, в том числе железнодорожные узлы Брянск-1 и Брянск-2, и вплотную подойти к Брянску. Началась подготовка к форсированию Десны у восточной окраины города.

Над всей Брянской группировкой противника нависла угроза полного окружения. В отчаянной попытке выбить наши войска с плацдармов Севернее и Южнее Брянска немецкое командование бросило в бой все возможные силы, включая нестроевые подразделения.

В ночь на 17 сентября, после мощного артналета, силы 3-й и 11-й армий при поддержке партизанских соединений начали форсирование Десны.

Западный берег реки на центральном участке Брянского фронта проходил по границам города. Переправившиеся части сразу же вступали в схватку с обороняющими город частями вермахта, завязались уличные бои.

К середине дня немецкое сопротивление было сломлено. Брянск был освобожден.

Удар по Брянску был столь стремительным, что немцы даже не успели подорвать заранее подготовленные к уничтожению объекты.

17 сентября приказом Верховного главнокомандования была объявлена благодарность войскам, участвовавшим в освобождении Брянска и Бежицы. Тогда же в Москве был дан салют в честь освобождения Брянска и Бежицы, а особо отличившимся частям были присвоены имена Брянские и Бежицкие.

Потеряв ключевой узел сопротивления, немецкое командование приняло решение начать отвод войск со всего Брянского плацдарма.

Силами фронта и партизанскими бригадами было организовано преследование отступающих сил противника. В авангарде шла созданная в 20-х числах сентября конно-механизированная группа в составе кавалерийских и танковых корпусов, а также частей усиления под руководством генерал-лейтенанта М.И. Казакова. Она должна была своими стремительными действиями препятствовать организации обороны отходящими частями Вермахта.

Освобождение Брянска сыграло решающую роль в положительном исходе всей Брянской наступательной операции. Город, являясь крупным транспортным узлом, играл важную роль в системе коммуникаций всей Группы армий «Центр». Его утрата значительно осложнила положение немецких войск на соседнем Смоленском направлении.

Блистательно спланированная Брянская операция стала одной из самых эффективных за всю историю Великой Отечественной.

За 30 дней войска Брянского фронта продвинулись на Запад на 250 км, освободив около 40 000 кв. км. Брянского промышленного района и части Белоруссии.

11 частям и соединениям, особо отличившимся в боях за город, было присвоено почетное звание «Брянские».

17 сентября — День освобождения — стал в Брянске Днем города. А много лет спустя, в 2010 году, город получил почетное звание «Города воинской славы».