在爾後的進攻過程中，北高加索方麵軍所屬集團軍至5月初進抵塔曼半島，在此遭到敵軍在預有準備的防禦地區即所謂“蔚藍色防線”的頑強抵抗。敵人在這裏建立了堅固的縱深梯次配置的防禦，北起亞速海，南至新俄羅斯斯克，從東麵掩護著塔曼半島。在這一地區進行防禦的是第17集團軍，由第4航空隊擔任支援。在前幾次戰鬥中被削弱了的北高加索方麵軍企圖在1943年春季突破“蔚藍色防線”，但未成功。在這期間，庫班上空進行了一場最大的空戰，蘇聯空軍出動飛機35，000架次，擊毀敵機1，100餘架贏得了勝利。
1943年夏，蘇軍在蘇德戰場的中央方向和西南方向展開了新的強大的進攻，這為在北高加索重新發動進攻提供了有利條件。北高加索方麵軍奉命肅清敵軍塔曼集團。為此目的，計劃從海、陸兩方麵對新俄羅斯斯克實施出敵不意的突擊，攻占該市後即向上巴坎斯基發展進攻，以便從南麵進行包圍，威脅防守“蔚藍色防線”的敵軍集團。9月10日，開始了新俄羅斯斯克-塔曼戰役，敵軍“蔚藍色防線”終於被突破，新俄羅斯斯克於9月16日獲得解放。希特勒德軍指揮部為保障其軍隊撤往克裏木半島，力圖在各中間地區組織抵抗，但均未成功。北高加索方麵軍（司令員自5月13日起為彼得羅夫上將）與航空兵、黑海艦隊和亞速海區艦隊密切協同粉碎了敵軍塔曼集團，並於10月9日全部肅清了敵軍在高加索最後一個據點塔曼半島的法西斯侵略者。高加索會戰以具有重大政治和軍事戰略意義的曆史性勝利而告結束。進攻期間，蘇軍轉戰近800公裏，解放了約20萬平方公裏的國土。敵人打算消滅蘇軍、奪取最富饒的糧食產區和石油產地以及進襲近東和中東地區的計劃宣告徹底破產。蘇軍在高加索各共和國、邊疆區、州的黨組織和全體居民以及全蘇聯人民的積極支援下，扞衛了高加索各族人民的領土完整及民族獨立，使希特勒德國的精銳部隊和航空兵遭到了重創。高加索會戰中，僅在蘇軍實施進攻戰役期間，敵人就損失官兵281，000人，坦克1，358輛，飛機2，000架，火炮和迫擊炮7，000餘門，汽車22，000輛，以及許多其他武器和物資。
高加索會戰是在直接影響高加索局勢的斯大林格勒會戰密切配合下進行的，而高加索的戰事反過來又對斯大林格勒會戰的進程和結局產生了極為有利的影響。這幾個互相配合的重大戰略行動是由大本營精心籌劃安排的，對粉碎敵人具有決定性的意義。
在高加索會戰中，陸軍不得不在平原、山前地帶和山地等迥然不同的地形條件下行動，與航空兵、艦隊和遊擊隊密切協同，在大小江河地區、海濱、隘路、山林地區、高山山口作戰。這種種情況使蘇軍取得了多方麵的戰鬥經驗，如組織與實施防禦和進攻戰役，特別是高山地區和海濱地區的防禦和進攻戰役；組織與實施登陸戰役；結合戰區特點組織工程保障、物質技術保障和軍隊指揮。蘇聯陸海軍後來在克裏木半島、黑海北岸和西岸以及喀爾巴阡山地區等地粉碎法西斯德軍的戰役中都運用了在高加索會戰中取得的經驗。
軍隊（艦隊）政治機關和地方黨組織在各種條件下對部隊和居民不斷進行的目的明確的政治工作，保證了北高加索的勝利。當時，必須使軍隊在撤退條件下保持旺盛的士氣，將祖國關於“阻止敵人前進，而後將其殲滅”的號召傳達給每一個戰士。軍隊人員成分的變化要求政治機關和黨組織善於采用各種工作方式使官兵保持旺盛的士氣和發揚集體英雄主義精神。黨和政府對保衛高加索的指戰員的戰功給予很高的評價。根據蘇聯最高蘇維埃主席團1944年5月1日的命令，頒發了“保衛高加索”獎章，約有60萬人被授予這種獎章。許多部隊和兵團獲得“阿納帕”、“庫班”、“新俄羅斯斯克”、“塔曼”、“捷姆留克”的榮譽稱號。為了表彰新俄羅斯斯克市對祖國的卓越功勳以及全市勞動人民和蘇聯陸海軍軍人在偉大衛國戰爭中所表現的集體英雄主義和英勇頑強精神，為了紀念在北高加索擊潰法西斯軍隊三十年，新俄羅斯斯克市於1973年5月被授予“英雄城”的榮譽稱號。