曼施坦因意识到基辅无论如何是守不住了，只能要求霍特赶快把部队撤下来。苏军沿着宽阔的正面追赶着德国人。11月5日，莫斯卡连科的第38集团军由第5近卫坦克军配合，击退了德军第20装甲步兵师的连续反击。

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当夜，第20、22近卫坦克旅以及步兵兵团先后冲入了基辅城。城市上空被无数照明弹和曳光弹映照成了白昼。11月6日凌晨0时30分，被占领778天的基辅上空升起了红旗。4时，基辅解放。但由于德第7军撤退得太快，苏军仅俘虏了约6000名德军。

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解放后的基辅，已是满目疮痍

基辅被占领期间，当地的所谓乌克兰“辅助人员”，积极协助德军实施屠杀。基辅解放后，负有血债的通敌分子遭到严惩，被公开吊死在街头。

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晨9时，朱可夫和瓦图京等人乘车驶入基辅。他们所熟悉的城市街道，现在只剩下一片断壁残垣。躲在郊区的残存居民涌上街头，围住朱可夫的汽车倾诉痛哭。被占领的两年多时间内，有19.5万基辅居民被德军杀害，10万人被掠走充当苦力。在基辅郊区的娘子谷，红军发现了大量腐烂的尸体。根据调查，约10万人在这里被杀害。