Белые располагали мощными огневыми средствами. Надо было срочно исправить положение. Комкор с группой всадников поскакал на станцию Отрожка. Там разводил пары маневровый паровоз.
— Чем помочь, товарищ Буденный? — крикнул пожилой машинист, высовываясь из паровозной будки.
— Рычаги на полную скорость, а сам прыгай! — скомандовал Семен Михайлович.
Паровоз ринулся вперед и, все убыстряя ход, врезался во вражеский бронепоезд. Так же быстро были парализованы и действия второго бронепоезда белых: железнодорожники-добровольцы взорвали пролет железнодорожного моста; бронепоезд и бронеплощадка оказались в руках буденновцев.
С утра на восточных подступах к Воронежу Кон-корпус возобновил наступление. Белые оборонялись с ожесточением смертников. За ночь они успели закрепиться на высоком берегу реки. Среди документов, найденных у убитого начальника штаба одной из белогвардейских дивизий, обнаружили оперативный приказ Шкуро, после прочтения которого у комкора созрел новый план действий — нанести главный удар на Воронеж не с востока, где сосредоточивались основные силы белых, а с севера. Там и оборонительных сооружений меньше, и местность благоприятствует маневру кавалерии. На следующий день части корпуса вновь перешли в наступление. Бой продолжался весь день. Вечером белые подожгли деревянные строения города, а на рассвете красные конники с двух направлений ворвались в Воронеж. Вместе с ними в город вошли и красноармейцы 12-й стрелковой дивизии. Буденный послал краткое донесение в штаб фронта: «После ожесточенного боя доблестными частями Конкорпуса в 6 часов 24 октября занят город Воронеж. Противник отброшен за р. Дон. Преследование продолжается».
Разгром конных корпусов Шкуро и Мамонтова, освобождение Воронежа, успешные действия других частей Красной Армии резко изменили обстановку на всем Южном фронте.
Посоветовавшись с комиссаром корпуса, Семен Михайлович написал письмо в Реввоенсовет фронта, излагая в нем соображения о дальнейшем использовании конницы в интересах не одной армии, а всего фронта. Кавалерию надо привлекать прежде всего для решения крупных стратегических задач. Буденный предлагал Конкорпус развернуть в Конную армию. Это была смелая мысль. В истории военного искусства столь крупных кавалерийских объединений никогда не существовало. Письмо заканчивалось просьбой прислать на пополнение конных частей рабочих-коммунистов.
Через несколько дней, когда корпус после победы под Воронежем форсировал Дон, из Реввоенсовета Южного фронта С. М. Буденному пришла телеграмма: «Вверенный Вам корпус во всех отношениях подчинен исключительно Южному фронту… В ближайшем будущем предположено создать 2-й Конкорпус из 11-й и 8-й дивизий. Оба корпуса предположено объединить под Вашим руководством на правах Конной армии».
