23 сентября дивизии первого эшелона 89-го стрелкового корпуса овладели вражескими позициями на рубеже Вецбилска, Мери, проходившим в 10—12 километрах к востоку от Смилтене. 229-я стрелковая дивизия успешно вела бои. 212-я стрелковая дивизия в ходе наступления была трижды контратакована вражеской пехотой и танками, подверглась бомбовым ударам авиации противника и была вынуждена прекратить наступление.
Командир корпуса генерал-майор А. Я. Яновский решил развить успех 229-й стрелковой дивизии и ввел в бой в полосе ее наступления свой второй эшелон — 397-ю стрелковую дивизию.
Когда 397-я стрелковая дивизия под командованием полковника Н. Ф. Андоньева вышла на правый фланг 229-й стрелковой дивизии, авиация противника вновь нанесла бомбовый удар, теперь уже по частям 229-й стрелковой дивизии. Вслед за этим ударом пехота с танками противника контратаковала 229-ю стрелковую дивизию и заставила полки первого эшелона залечь. Некоторые батальоны оказались вынужденными даже несколько отойти. Против этой дивизии противник сосредоточил свои основные силы, оборонявшиеся у Смилтене. Этим воспользовалась 397-я стрелковая дивизия, которая, маневрируя, к 21 часу 23 сентября подошла вплотную к городу. Здесь ее части были остановлены огнем противника с позиций, проходивших у самой окраины.
У лесопильного завода был трехамбразурный дзот, который простреливал пространство перед траншеями противника и не позволял нашим бойцам подняться в атаку. На этом участке наступал 446-й стрелковый полк под командованием полковника М. М. Голубева. Парторг 2-й роты сержант Н. Ярославцев с тремя бойцами поползли к дзоту. Рядовой Т. Карпинский обстрелял из автомата одну амбразуру, но сам был убит. Сержант Н. Ярославцев метнул гранату, которая разорвалась у самой амбразуры. Рядовые С. Камбуз и Ф. Спиридонов также бросили по гранате. Когда они разорвались, сержант Н. Ярославцев бросился к замолкнувшему дзоту. Через амбразуру внутрь дзота он послал несколько очередей из автомата. Подбежали рядовые С. Камбуз и Ф. Спиридонов. Они тоже дали по нескольку очередей внутрь дзота. Так благодаря инициативе сержанта Н. Ярославцева был подавлен вражеский дзот с тремя пулеметами. Рота поднялась в атаку и овладела траншеей.
В это время 447-й стрелковый полк под командованием Героя Советского Союза полковника А. Т. Макарова овладел восточной окраиной Смилтене и продолжал бой в районе двух церквей. Рота, которой командовал лейтенант Досантай Алжанов, уничтожала противника в развалинах зданий, находившихся у двух мостов, но продвинуться дальше не смогла, так как противник имел здесь три штурмовых орудия и минометы, которые поддерживали отходящую пехоту. Только после часового боя взводы, возглавляемые младшими лейтенантами В. С. Александровым, Г. Т. Астаховым и М. Д. Булюкиным, уничтожили вражеских солдат, засевших в развалинах, в церкви и у мостов, продвинулись вперед и вышли на южную окраину города. 
Рота автоматчиков под командованием старшего лейтенанта С. Т. Григорьева совместно с саперами, возглавляемыми полковым инженером старшим лейтенантом Н. Г. Груздевым, окружив и уничтожив группу гитлеровских солдат в одном из кварталов в южной части города, стали обходить другие очаги сопротивления. В этот момент бойцы заметили, что с юга к городу подходят пехота и танки противника. Командир роты приказал саперам вразброс установить на их пути противотанковые и противопехотные мины.
Через несколько минут на этот участок прибыл и установил на позициях свои орудия истребительный противотанковый артиллерийский дивизион под командованием Героя Советского Союза майора А. Я. Печерицы. Завязался бой с танками врага. Пять вражеских машин, вырвавшихся вперед, были подбиты, остальные, отстреливаясь, отошли.
В боях за освобождение Смилтене отличились лейтенанты Абит Азизов, С. С. Антонов, Г. А. Александров, В. И. Буданов, медицинские сестры А. И. Бугреева, Ф. С. Воронцова. Они были награждены орденами.
К 24 часам 23 сентября 1944 года город Смилтене был полностью освобожден от немецко-фашистских захватчиков.