Orsaken till att de ryska styrkorna lämnat staden är enligt landets försvarsdepartement hotet att omringas.
"I samband med ett uppkommet hot om att omringas, har de allierade styrkorna dragits tillbaka från området Krasnij Lyman till mer gynnsamma positioner", skriver försvarsdepartementet i ett uttalande.
Strax innan Ryssland meddelade tillbakadragandet uppgav det ukrainska försvarsdepartementet att ukrainska styrkor gått in i staden.
"Ukrainas luftburna styrkor har gått in i Lyman, Donetskregionen", skrev det ukrainska försvarsdepartement på Twitter.
13 barn dödade i attack
Lyman, som ligger cirka 16 mil sydost om Ukrainas näst största stad Charkiv, har varit under rysk kontroll sedan i våras. Staden ligger i regionen Donetsk, som tillsammans med Luhansk, Zaporizjzja och Cherson, är de fyra ukrainska regioner som Ryssland olagligen annekterade i fredags.
Omkring den återtagna staden Kupjansk i östra Charkivregionen har en konvoj med civila attackerats, och enligt den ukrainske guvernören Oleh Synjehubov har 24 personer, varav 13 barn dödats.
Siffran bekräftades sedan i ett videoklipp som delats av officiella ukrainska kanaler.
I och med attacken har två konvojer med civila angripits på två dagar. I fredags dödades 30 personer i en liknande attack i Zaporizjzja.
Kärnkraftschef bortförd
I fredags kidnappades Ihoj Murasjov, chef för Zaporizjzja kärnkraftverk, av Ryssland, enligt Ukrainas statliga kärnkraftsmyndighet Energoatom.
Energoatom hävdar att Murasjovs bil stoppades av ryska styrkor som satte ögonbindel på kärnkraftschefen och sedan förde honom till en okänd plats.
Frihetsberövandet hotar säkerheten i Ukrainas och Europas största kärnkraftverk, säger Energoatomchefen Petro Kotin, som kräver att Ryssland friger Murasjov omedelbart.
Även Ukraina kräver att han släpps, och fördömer det "olagliga kvarhållandet".
Ryssland har inte kommenterat anklagelserna. Internationella atomenergiorganet IAEA, som har personal på plats i kärnkraftverket, har inte bekräftat uppgifterna men man har bett Ryssland redovisa vad som har hänt.