За день 108-я танковая дивизия потеряла 1 танк KB, 11 танков Т-34, 8 танков Т-40. К 1 сентября 108-я танковая дивизия была окружена и последующие бои вела в окружении. В течение дня дивизия вела тяжёлый оборонительный бой, потеряв 4 Т-40 и 7 Т-34, авиацией было уничтожено 5 орудий. Самым страшным врагом танков была артиллерия, а самым страшным врагом артиллерии стала авиация. Оснащению советских дивизий сильным противотанковым артиллерийским полком немцы противопоставили массированные удары с воздуха по позициям орудий. Не причиняя заметного вреда танкам, авиабомбы были смертельно опасны для расчётов орудий. Выбивая орудия, противник прокладывал себе дорогу к уничтожению танков в дуэли с собственными противотанковыми пушками и танками. 2 сентября бои продолжились, 108-я танковая дивизия, находясь в окружении, продолжила оборонительный бой. В этот день было подбито 6 танков Т-34 (из них три сгорело) и 2 орудия. 3 сентября интенсивность боёв снизилась, потери составили всего два 76,2-мм орудия. В ночь с 3 на 4.9.41 г. вследствие исхода боеприпасов и горючего в частях дивизии было решено идти на прорыв. К этому моменту 108-я танковая дивизия насчитывала 2 танка KB, 8 танков Т-34, 6 танков Т-40, 10 бронеавтомобилей, 7 орудий, батальон мотопехоты. Лидировал прорыв передовой отряд в составе стрелковой роты, взвода танков Т-34, двух 76-мм орудий. За ним одной колонной следовали главные силы — впереди танки, затем пехота, артиллерия, бронемашины, танки Т-40 и для прикрытия треть стрелковой роты. Танки с мотопехотой прошли оборону немцев беспрепятственно. Второй эшелон (артиллерия, автотранспорт с ранеными, пулемёты, миномёты и две стрелковые роты прикрытия) был встречен огнём, но энергичным наступлением противник был отброшен. Потери дивизии в ходе прорыва были сравнительно небольшими — 3 бронемашины, 4 танка Т-40, 20 человек убитыми и ранеными. 4 сентября немцы настигли отходящую дивизию, уничтожили отставший транспорт с ранеными, часть орудий и их средства тяги. В походе через Брянский лес вследствие отсутствия горючего и неисправностей оставлено четыре танка Т-40, один Т-34 и две бронемашины. Дивизия вышла в составе: 17 боевых машин (2 танка KB, 7 Т-34, 2 Т-40, 3 БА-10, 3 БА-20), 3 76-мм орудия, 8 зенитных орудий и 1200 человек личного состава. Полностью сохранены все тылы дивизии.
Суммарные потери 108-й танковой дивизии в ходе танковых боёв в районе Трубчевска составили: 500 человек убитыми и ранеными; 3 танка KB, 20 танков Т-34, 30 танков Т-40, 10 бронеавтомобилей; 30 орудий; 60 транспортных машин.
