удалось прорвать оборону войск Брянского фронта на стыке 13-й и 40-й армий на 40-километровом фронте и продвинуться на глубину до 35-40 км.
Этот прорыв усложнил обстановку на левом крыле Брянского фронта, но ещё не представлял собой особой угрозы, так как в районы Волова, Касторного и Старого Оскола выдвигались четыре танковых корпуса. Однако сосредоточение 4-го и 24-го корпусов проходило медленно, а у перевозившегося по железной дороге 17-го танкового корпуса отстали тылы и части остались без горючего.
Командующий же Брянским фронтом Ф. И. Голиков
в условиях глубокого прорыва противника на воронежском направлении принял решение отвести войска 40-й армии на рубеж р. Кшень, Быстрец, Архангельское.
Ставка ВГК в лице И. В. Сталина не согласилась с этим решением командующего Брянским фронтом. Голикову было указано, что «простой отвод войск 40-й армии на неподготовленный рубеж будет опасен и может превратиться в бегство».
Кроме того, командующему фронтом было указано на промахи в его действиях: «Самое плохое и непозволительное в Вашей работе состоит в отсутствии связи с армией Парсегова
и танковыми корпусами Мишулина и Богданова. Пока Вы будете пренебрегать радиосвязью, у Вас не будет никакой связи и весь Ваш фронт будет представлять неорганизованный сброд». Для организации первого крупного контрудара новых танковых соединений Ставка направила своего представителя - А. М. Василевского.
В целях разгрома частей XXXXVIII танкового корпуса Гейма, прорвавшихся в направлении Горшечное, была создана специальная оперативная группа под руководством командующего бронетанковыми и механизированными войсками Красной Армии генерал-лейтенанта танковых войск Я. Н. Федоренко.
В группу вошли 4, 24-й и 17-й танковые корпуса. Задачей группы было нанести контрудары 24-м и 4-м танковыми корпусами из района Старого Оскола на север, а 17-м танковым корпусом из района Касторное в южном направлении. Одновременно по решению командующего фронтом подготавливались контрудары 1-м танковым корпусом М.Е. Катукова из района Ливны на юг вдоль железной дороги Ливны, Мармыжи и 16-м танковым корпусом М. И. Павелкина из района Волово на юг вдоль восточного берега р. Кшень. Как это обычно происходит при организации контрударов, поспешно перебрасываемых в район прорыва соединений, корпуса вступали в бой неодновременно. Так, например, 4-й танковый корпус вступил в бой 30 июня, а 17-й и 24-й танковые корпуса только 2 июля. При этом вопреки традиционно цитируемому диалогу И.В. Сталина и Ф.И. Голикова по поводу соотношения сил на Брянском фронте 1000 танков Брянского фронта против 500 танков у немцев обстановка была несколько сложнее. Наличие в воздухе авиации Рихтгоффена не благоприятствовало объективной оценке сил прорвавшегося на подступы к Воронежу противника. В действительности против 4, 16, 17-го и 24-го танковых корпусов у немцев было три танковые (9, 11 -я и 24-я) и три моторизованные («Великая Германия», 16-я и 3-я) дивизии. То есть против четырёх (пусть пяти с корпусом М. Е. Катукова, который бился с пехотой LV корпуса) советских самостоятельных танковых соединений противник мог выставить почти в полтора раза большее число дивизий - шесть. Не будем забывать, что советский танковый корпус по своей организационной структуре тогда ещё только примерно соответствовал танковой дивизии. При этом слабый в артиллерийском отношении 17-й корпус Н. В. Фекленко был вынужден атаковать элитную «Великую Германию», САУ StuGIII которой могли безнаказанно расстреливать его танки из своих длинных 75-мм пушек. Оценивая события под Воронежем в начале летней кампании 1942 года, нужно помнить, что именно здесь состоялся полномасштабный дебют новой бронетехники немцев. В боях под Воронежем противник наиболее эффективно применил подвижную противотанковую оборону, использовав для этой цели самоходные бронированные машины, вооружённые 75-мм орудиями, стреляющими болванкой с зажигательной смесью. Эта болванка пробивает броню всех марок наших машин. Подвижные орудия противник применяет не только в обороне, но и при наступлении, сопровождая ими пехоту и танки. (ЦАМО Ф.18тк, оп.1, д.22, л.13) Точку в организации контрудара группы Я. Н. Федоренко поставило наступление 6-й армии Ф. Паулюса на правом крыле Юго-Западного фронта.
Перейдя в наступление утром 30 июня из района Волчанска, 6-я армия прорвала оборону в стыке 21-й и 28-й армий. Развивая наступление на северо-восток, VIII армейский и ХХХХ моторизованный корпуса к вечеру 2 июля выдвинулись на рубеж Скородное, Чернянка, р. Оскол. К исходу 2 июля обстановка на воронежском направлении резко ухудшилась. Войска левого крыла 40-й армии в составе трёх дивизий и двух бригад оказались в окружении. В район Воронежа из резерва Ставки ВГК также был направлен 18-й танковый корпус И. П. Корчагина. Одновременно было решено использовать для контрудара 5-ю танковую армию А. И. Лизюкова, перегруппировав ее из района Ефремова в район южнее Ельца для нанесения контрудара по флангу и тылу группировки немецких войск, наступавших на Воронеж. На усиление 5-й танковой армии Ставка ВГК дополнительно направила с Калининского фронта 7-й танковый корпус П. А. Ротмистрова. С утра 3 июля противник продолжал развивать наступление. Армейская группа «Вейхс» главный удар наносила из района Касторное, Горшечное на Воронеж, выдвигая часть своих сил на рубеж Ливны, Тербуны. 6-я немецкая армия ХХХХ моторизованным корпусом развивала наступление из района Нового Оскола и Волоконовки в северо-восточном направлении. Левофланговый XXIX армейский корпус 6-й немецкой армии двигался своими главными силами от Скородного на Старый Оскол, в районе которого он 3 июля соединился с частями 2-й венгерской армии, замкнув кольцо окружения вокруг шести дивизий левого фланга 40-й армии и правого фланга 21-й армии. Войска 40-й и 21-й армий, попавшие в окружение, вынуждены были прорываться отдельными подразделениями и частями неорганизованно, при плохом обеспечении боеприпасами, при отсутствии единого командования окружёнными войсками и при неудовлетворительном руководстве операцией со стороны командующих армиями. Уже 4 июля завязались бои на подступах к Воронежу, а на следующий день 24-я танковая дивизия XXXXVIII танкового корпуса армии Г.Гота, форсировав р. Дон, ворвалась в западную часть Воронежа. Севернее 24-й дивизии форсировала Дон и образовала два плацдарма «Великая Германия». Прорыв в глубину обороны был столь стремительным, что правый берег Воронежа был захвачен уже 7 июля 1942 г., задача первой фазы операции была немцами выполнена. Уже 5 июля Вейхсу было приказано высвобождать подвижные соединения 4-й танковой армии в районе Воронежа и двигать их на юг.