В 5.00 3 августа 1943 г. началась артподготовка для обеспечения прорыва 97-й сд и 13-й гв. сд, после чего указанными дивизиями была прорвана линия обороны противника и был получен сигнал от командира корпуса о вводе бригады в прорыв на данном рубеже. Не встречая сопротивления противника, части бригады успешно продвигались вперёд и к 18.00 достигли высоты 203,3, где были встречены огнём самоходных пушек и танков противника, в результате чего дальнейшее продвижение замедлилось и части бригады вступили в бой с противником.
Противник оказывал упорное огневое сопротивление, арьергардными частями пытался приостановить продвижение частей бригады. Отлично действовала разведгруппа под командованием гвардии лейтенанта Бессарабова, ведя разведку боем, своевременно обнаруживала огневые точки противника. Ведя упорный бой с противником, части бригады значительного продвижения не имели.
Бой продолжался всю ночь. Заправка ГСМ и боеприпасами не производилась. К вечеру 3 августа 1943 г. авиация противника усилила свою активность, в результате чего было подбито пять танков Т-34, а два танка Т-34 вышли из строя по техническим неисправностям.
По приказу командира 3-го мк, 1-я мбр в составе 14-го тп, 445-го, 446-го и 447-го мсб, 461-й адн, 457-го минбата, роты автоматчиков, роты разведчиков, инженерно-минной роты, с приданными двумя батареями 35-го иптап, с 2/265-м омп к 3.00 3 августа 1943 г. сосредоточились в ур. Большой Лог, что юго-восточнее Дубравы. В 6.00 после артподготовки, под прикрытием авиации, части 1-й мбр вошли в прорыв на участке Ворскла, Вознесенский, продолжали преследовать отходящего противника и к исходу дня овладели Степным. Мотострелковые части бригады в боевых порядках расположились в Степном.
В соответствии с донесением штаба 3-го мк, на 9.45 3 августа 1943 г. 3-я мбр имела в строю танков Т-34 – 31, Т-70 – 7. Части 3-й мбр находились в районе восточнее Сырцево и в ночь со 2 на 3 августа 1943 г. получили задачу выйти в исходный район с задачей войти в прорыв за 1-й гв. тбр. Ближайшая задача – овладеть районом высоты 234,5 и быть готовым к отражению контратак с направления Томаровка.
Артподготовка, начатая с 5.00, длилась три часа, до 8.00, а с 7.00 началась усиленная обработка переднего края авиацией, длившаяся непрерывно до 16.00. К этому времени части прорыва 13-й гв. сд прорвали передний край и углубились до 6 км в оборону противника. Части бригады двигались по левому маршруту корпуса за 1-й гв. тбр и к 17.00 достигли рубежа р. Ворскла, где были задержаны на два часа, поскольку через эту переправу шли части 6-го тк, которые образовали пробку. Авиация противника действовала слабо, ведя лишь разведку. При вводе в прорыв бригада двигалась двумя колоннами: механизированной и пешей. Механизированная колонна двигалась скачками от рубежа к рубежу, выжидая подхода пешей колонны. Части 3-й мбр всю ночь продолжали движение по своему маршруту за 1-й гв. тбр, не встречая значительного сопротивления со стороны противника. Потерь в личном составе и матчасти бригада не имела.
3 августа 1943 г. 10-я мбр получила боевую задачу войти в прорыв вместе с соединениями 3-го мехкорпуса, двигаясь за 1-й мбр, имея ближайшую задачу дня выйти в район юго-восточнее 1 км Томаровки. В 16.00 бригада, выполняя приказ, выступила с исходного положения Дуброва. Построение колонн было следующее: разведотряд, отряд обеспечения, 17-й тп с 3-м мсб, штаб бригады, артиллерийский дивизион, миномётный батальон, 2-й мсб, тылы и 1-й мсб.
В 19.00 3 августа 1943 г., преодолев с большим трудом переправу через р. Ворскла в районе Весёлого, через которую переправлялись все соединения 3-го мк и 6-го тк, к исходу дня вышли в район Задельное, не встречая никакого сопротивления противника. 17-й тп к 24.00 3 августа 1943 г. вышел в район Степное, а к утру 4 августа 1943 г. занял оборону на скатах оврага северо-восточнее Домнина, прикрывая правый фланг бригады и корпуса от возможных атак противника из Томаровки. Остальные подразделения бригады к утру 4 августа 1943 г. вышли в район отметки 191,1, где заняли оборону.
В 8.00 3 августа 1943 г. главные силы 49-й тбр, имевшей в строю танков Т-34 – 26, Т-70 —16, по сигналу выступили по маршруту, двигаясь за боевыми порядками 93-й тбр. Части бригады к 13.00 сосредоточились в логе Задельный. С этого рубежа части развернулись в боевой порядок и, действуя совместно с танками 93-й тбр, огнём поддерживали продвижение стрелковых частей. Противник, выставляя огневые заслоны, начал отводить свои главные силы из-под удара. В 15.30 танки прошли район высоты 206,7 и устремились на Степное. В 16.30 части 49-й тбр прошли по западной окраине Степного и в 17.00 подошли к западной окраине Домнина, где вели бой с отдельными группами автоматчиков. В 17.30 противник контратаковал, силою до четырёх танков и до роты пехоты, из Томаровки в направлении высоты 217,5. Огнём с места противник был остановлен. К концу дня части бригады полностью овладели Домнином. За день боя бригадой было пройдено 14 км по территории, занятой противником. Слева закрепилась 1-я гв. тбр.