19 липня 2014 року силами Національної гвардії та Збройних сил України розпочато спільну операцію зі звільнення стратегічно важливого транспортного вузла Лисичансько-Сєвєродонецької агломерації. Упродовж двох днів силовими структурами України розгорнуті вогневі позиції у передмістях Попасної, Рубіжного і Сєвєродонецька, а вже 21 липня — одночасно з трьох боків розпочато військову атаку по замкнених у кільце проросійських бойовиках в окупованих населених пунктах агломерації. РНБО повідомляло, що в результаті боїв в районі Лисичанська, Рубіжного, Сєвєродонецька члени незаконних збройних формувань спробували прорватися з оточеного Лисичанська колоною техніки, повторивши маневр під Слов’янськом, але зустріли опір українських сил і були вимушені повернутися до заблокованого міста. Вони потрапили у вогневий мішок, і як результат, три одиниці техніки бойовиків згоріли на місці. РНБО повідомляло, що українські військові захопили у полон 35 бойовиків, серед яких більшість громадян Росії, зокрема, з Кавказу.
Попри потужний опір, чинений професійно підготовленими проросійськими спецпризначенцями, активне використання бойовиками житлової інфраструктури як щита, а вузьких ділянок транспортних комунікацій міста (головним чином мостів через річку Сіверський Донець і її приток) та багатоквартирних будинків як вогневих точок для здійснення обстрілів, 22 липня українськими військовими успішно знешкоджено противника та з мінімальними руйнуваннями відновлено контроль над Кремінним, Попасною, Рубіжним і Сєвєродонецьком, а наступного дня — над Новодружеським, Привіллям, та зайнято північні райони міста Лисичанська. З початком бойових дій у Лисичанську, подібно подіям під Слов’янськом, активізовуються панічні спроби втечі з оточеного міста бойовиків на бронетехніці, в супроводі шквального вогню з власних РСЗВ «Град» по міських житлових кварталах та одночасним знищенням мостів і шляхопроводів на своєму шляху. Вранці 22 липня бойовики на 300-400 автомобілях, викрадених у населення та зі стоянок, почали масово тікали з Лисичанська. Також спостерігалася масова втеча сепаратистів з Сєвєродонецька – вони переодягалися в цивільний одяг і захоплювали автомобілі.
24 липня зведеними підрозділами Національної Гвардії та Збройних Сил України завдано остаточного нищівного удару по сконцентрованих залишках проросійських бойовиків, в результаті чого у вечері того ж дня Лисичанськ був повністю звільнений від озброєних іноземців та відновлено контроль над усіма незаконно захопленими міськими спорудами. 24 липня о 22:20 над Лисичанськом замайорів український прапор.
Під час зачистки Лисичанська, подібно до Слов’янська, виявлений великий арсенал різноманітної зброї та боєприпасів бандитів. Зокрема трофеями військовослужбовців стала вантажівка “Камаз” завантажена ракетами до зенітно-ракетного комплексу “Стріла-10”, а також чимало різноманітної стрілецької зброї, мінометів та гармат.
Втікаючи проросійські найманці підірвали автомобільні мости між великими містами Рубіжним і Сєвєродонецьком та між Сєвєродонецьком і Лисичанськом.
29 липня 2014 року українські сапери розмінували міст між Сєверодонецьком і Лисичанськом, вилучивши при цьому 16 ящиків із тротилом і 100 літрів селітри. Бойовики планували підірвати не тільки покриття мосту, а й дві центральні опори. За словами саперів, характер закладення вибухівки свідчить про те, що міст мінували професіонали: раніше при мінуванні споруд здебільшого використовували промислові й саморобні вибухові речовини, у цьому ж випадку вибухівку було закладено за всіма правилами мінування.
6 грудня 2016 року було введено в експлуатацію автомобільний Павлоградський міст через Сіверський Донець між Сєверодонецьком і Лисичанськом. Вартість ремонту склала 1.5 млн євро, більшість коштів виділило представництво Європейського союзу. 26 жовтня 2017 року було відновлено автомобільний Томашевський міст через Сіверський Донець, розташований на автошляху Т 1302 між Рубіжним і Лисичанськом.
