Выполняя приказ командующего Брянским фронтом генерала Попова, 21 июля войска 3-й армии Горбатова перешли в наступление. 342-я стрелковая дивизия в двух местах форсировала р. Оку и захватила на западном берегу два плацдарма: один — на правом фланге, в районе МТС, и другой — на левом, у Чижовки. Однако неоднократные попытки частей дивизии расширить захваченные плацдармы успеха не имели. Немцы прочно блокировали переправившиеся на западный берег подразделения дивизии и непрерывными контратаками наносили им большие потери.
Части 235-й стрелковой дивизии также не смогли использовать свой плацдарм, захваченный в районе Богатищево. 283-я стрелковая дивизия, переправившись частью сил на западный берег Оки, овладела опорным пунктом противника Ломовец и завязала бои за Плаутино. Вскоре из района вые. 207,5 противник контратаковал части дивизии, которые вынуждены были оставить Ломовец и отойти в исходное положение.
Оставила свой плацдарм западнее Новая Слободка и 308-я стрелковая дивизия.
Сильным огнем артиллерии и минометов противник в течение дня обстреливал расположение наших войск на восточном берегу реки Оки. Вражеская авиация непрерывно бомбила узлы дорог и позиции нашей артиллерии. Только за один день 21 июля немецкая авиация сделала свыше 1000 самолетовылетов.
К этому времени противнику удалось подтянуть на рубеж рек Оки и Оптуха свежие силы: 2-й и 12-й танковых, 20-й моторизованной, 34-й, 112-й пехотных и 78-й штурмовой дивизий и других специальных частей, предназначенных для борьбы с танками. Сдерживая наши наступающие части, неприятель избежал полного окружения у Мценска, отвел часть своих сил от реки Олешня и успел организовать оборону по западным берегам рек Ока и Оптуха.
В связи с этим командующий 3-й армией решил временно закрепиться на достигнутом рубеже, подтянуть артиллерию, привести в порядок части, пополнить их, подготовить переправочные средства, вскрыть по возможности группировку вражеских сил, а затем атаковать противника. Таким образом, только 23 июля войска левого крыла Брянского фронта закончили второй этап Орловско-Мценской операции — прорвали сильную промежуточную оборонительную полосу противника по р. Олешне. Прорыв оборонительного рубежа на реке Оптуха с выходом войск 3-й танковой армии на оперативный простор, как было запланировано, не состоялся.
В ночь на 24 июля командующий фронтом отдал приказание 3-й и 63-й армиям о перегруппировке своих сил с тем, чтобы в кратчайший срок концентрическими ударами с севера и юга овладеть городом Орлом. 3-я армия должна была наносить удар в направлении на Орел с севера и северо-запада, а 63-я армия — с юга и юго-востока. Начало наступления было назначено на 25 июля. Между армиями устанавливалась новая разграничительная линия (Лукьянчиково, Орел и далее по реке Орлик), причем г. Орел вошел в полосу 63-й армии. 3-я гвардейская танковая армия и 1-й гвардейский танковый корпус отводились в тыл, в район Новосиля, в резерв командующего фронтом. Взамен их в состав 3-й армии была передана 17-я гвардейская, а в состав 63-й армии — 87-я танковая бригада.
Немецкое командование, пытаясь задержать продвижение наших войск на запад и хотя бы временно стабилизировать фронт на рубеже реки Оки, перебросило в район Орла части 12-й танковой дивизии, действовавшей в районе Болхова. На западном берегу Оки проводилась перегруппировка немецких сил и концентрация их главным образом восточнее Орла на участке Ломовец — Становой Колодезь. Здесь заняли оборону 56-я пехотная дивизия, пополненная в ходе боев, 2-я, 12-я танковые дивизии и ряд отдельных частей.
Несмотря на то что противник в эти дни непрерывно обстреливал огнем артиллерии и минометов восточные берега рек Оки и Оптухи, войска 3-й и 63-й армий Брянского фронта успешно закончили в короткий срок перегруппировку сил и к рассвету 25 июля были полностью готовы к наступлению.
25 июля, в 8 часов, под прикрытием огня артиллерии и авиации ударная группа 3-й армии возобновила наступление на Апальковские высоты. Используя подручные средства (доски, небольшие плоты, бревна), она в течение 20—30 минут основными силами переправилась на западный берег реки Оки и с первым переносом огня артиллерии в глубину атаковала неприятельскую оборону.
Обнаружив развертывание 25-го стрелкового корпуса у Горки, вражеское командование направило на этот участок около 100 пикирующих бомбардировщиков, которые в течение трех часов непрерывно бомбили боевые порядки стрелковых дивизий. В 14 часов правофланговая 362-я стрелковая дивизия подверглась сильной контратаке противника, поддержанной танками, из района Юльевка и вынуждена была закрепиться в районе Савенково. 186-я стрелковая дивизия к исходу дня овладела Каменкой и дальше продвинуться также не смогла.