Наступательная часть операции: Контрудар советской 5-й танковой армии
Но до того как паровой каток 4-й танковой армии Г.Гота согласно плану «Блау» ушел на юг вдоль левого берега Дона, состоялся контрудар советской 5-й танковой армии. Выдвигающаяся в район Воронежа 5-я танковая армия была одним из двух объединений (3-й и 5-й) с таким названием, которые формировались по директивам Ставки ВГК от 25 мая 1942 года. Командующим 3-й танковой армии был назначен генерал-лейтенант П. Л. Романенко, командующим 5-й танковой армией - генерал-майор А. И. Лизюков. В состав 5-й танковой армии вошли 2-й и 11-й танковые корпуса, 19-я отдельная танковая бригада (это бронированное «ядро» танковых армий сохранится до конца войны), 340-я стрелковая дивизия, один полк РГК 76-мм орудий УСВ, гвардейский миномётный полк установок РС М-8 и М-13. В ночь на 3 июля соединения 5-й танковой армии заканчивали сосредоточение к югу от Ельца.
В ночь на 4 июля её командующий А.И. Лизюков получил из Москвы директиву, обязывающую «ударом в общем направлении Землянск, Хохол (35 км юго-западнее Воронежа) перехватить коммуникации танковой группировки противника, прорвавшейся к реке Дон на Воронеж; действиями по тылам этой группы сорвать её переправу через Дон».
Как это обычно происходит при спешно организуемых контрударах, армия А.И. Лизюкова вступила в бой по частям.
Первым 6 июля пошёл в бой 7-й танковый корпус, потом 11-й танковый корпус (8 июля) и, наконец, 2-й танковый корпус (10 июля). Корпуса вступали в бой, не имея возможности провести разведку, полностью сосредоточиться.
Находившаяся в полосе наступления армии А.И. Лизюкова река Сухая Верейка не оправдала своего названия и встретила наступающие танки заболоченной поймой.
Однако следует заметить, что контрудар 5-й танковой армии строился на изначально неверном предположении о том, что наступающие немецкие танковые корпуса будут далее двигаться через Дон и Воронеж на восток. Такой задачи у них не было. Соответственно вместо характерного для наступления, растягивающего фланги движения вперед они остановились перед Доном на плацдарме у Воронежа и заняли оборону. Более сотни вооруженных 60-калиберными 50-мм орудиями танков 11-й танковой дивизии были серьёзным противником для наступающих советских танковых бригад и танковых корпусов.