Лобовые атаки советских частей на Батайск 16 и 18 января успеха не принесли, а отбивая у противника ст. Ольгиновская была остановлена. На правом фланге к боям подключалась и 9-я стрелковая дивизия в районе приазовских хуторов Колузаев, Кумжинский, Обуховка, Усть-Коисуг. На левом фланге совместно с частями 1-й Конной Армии в бои вводились части 40-й, 51-й и 33-й стрелковых дивизий 8-й армии. Советские войска вплотную подходили к окраинам Батайска, но всякий раз под массированным артиллерийским и пулеметным огнем и фланговыми атаками донской кубанской конницы вынуждены оставлять завоеванные позиции и возвращаться на исходные позиции, неся большие потери.
Конец января, части 40-й дивизии провели в охране переправ от ст. Александровка до железнодорожного вокзала города Ростова, изредка переходя в наступление. Так, 23 января части дивизии снова заняли Ольгинскую, но противнику удалось окружить станции и в ожесточенном бою разбить две бригады: 355-й полк, а также 259-й и 61-й полки 29-й стрелковой дивизии, приданные богучарцам, были частично изрублены, частично пленены. Большие потери понесли 260-й, 356-й и 357-й полки. Участвовавшие в бою 15-я и 33-я стрелковая дивизии отошли в Ростов.
31 января 1920 года части 40-й дивизии передислоцировались в район железнодорожного вокзала Ростова и ст. Гниловская для подготовки к наступлению на Азовскую группу противника и смены частей 9-й стрелковый дивизии, которой командовал родной брат Валерина Куйбышева – Николай Куйбышев.
Заняв исходное положение, части дивизии почти ежедневно беспокоили противника на левобережье Дона, занимая и оставляя под напором деникинцев хутора и села. 15 февраля богучарцы с боем захватили хутор Усть-Коисуг. Операцией лично руководил начдив П.С. Грживо-Домбровский,но под напором превосходившего численностью и вооружением врага хутор был оставлен. В этом бою погиб командир 357-го полка М.М. Малоедов. В этот же день военком дивизии И.Я. Врачев записал в свою походную книжку. «Как сегодня выясняется, что вчера мы опять потерпели тяжелое поражение. Снова «съело» три полка: 353-й, 356-й. В полках осталось по 4,10,16 штыков. В связи с такой убылью в бойцах третья бригада расформировывается. Получено пополнение при помощи которого нужно сколачивать дивизию. Но части, сформированные из одного пополнения, бывают ненадежными. Нужна закваска». Но внеплановое пополнение (добровольцы из Богучарщины), за счет которого дивизия обычно восстанавливала боеспособность своих частей, вряд ли теперь придет, уж очень далеко мы ушли из Богучара» (1).
В ночь с 19 на 20 февраля в штабе Богучарской дивизии по Старо-Почтовой, 133 никто не спал. Тревога росла, хотя и были получены хорошие вести с левого фланга 9-й армии. Части 33-й Кубанской дивизии М.К. Левандовского заняли Манычскую, 16-я кавдивизия С.В. Волынского ведет наступление в районе Пустошкин – Княжево-Леоновский, а 13-я Воронежская дивизия А.В. Соболева и 16-я им. Киквидзе под командованием С.П. Медведовского наступают на Ольгинскую.
Наступило серое хмурое утро 20 февраля 1920 года. Около 6 утра противник сгруппировав в районе Койсуга 2000 штыков и 2500 сабель Дроздовского, Алексеевского и Корниловского полков, внезапно перешел в наступление, ворвался в Гниловскую, занял станцию Хопры, подошел к западным продместьям Ростова, отрезав бронепоезда дивизии.
Богучарцы приняли бой, но силы были неравны, к тому же части 4-й кавбригады И.Н. Домнича были также отрезаны. Бои шли за каждую улицу, за каждый дом, за каждую высоту. Был окружен железнодорожный вокзал города.
Захватив Темирницкие высоты, деникинцы установили на них пулеметы и артиллерию, открыли массированный огонь по всем улицам, поднимавшимся вверх от вокзала. Снаряды на улицах и переулках, пули сыпались со всех сторон, рекошетом от стен домов. Части дивизии неся большие потери, медленно отступали в сторону Нахичевани. Вся ночь прошла в ожесточенной перестрелке.
Утром 21 февраля согласно директиве командора 8-й армии Г.И. Сокольникова, 15-я,16-я,49-я дивизии, были объединены под общим командованием начдива С.И. Медведовского и для восстановления положения в городе. Из частей 15-й и 40-й Богучарской дивизий была создана ударная группа. Выполняя приказ, части 1-й бригады, 40-й и 2-й бригады, 15-й дивизии, а за ним 2-й бригады 40-й дивизии перешли в наступление и заняли железнодорожный вокзал, но под давлением превосходящих сил противника и его бронепоездов отошли на линию Братского переулка. К 12 часам дня у бойцов кончились патроны и они начали отходить. К полуночи город был оставлен.