Учитывая особую опасность прорыва 48-го и 14-го моторизованных корпусов противника на стыке 5-й и 6-й армий, командующий Юго-Западным фронтом генерал-полковник М. П. Кирпонос принял решение силами уже пяти механизированных корпусов (8, 15, 9, 22-го и 19-го) нанести контрудар по вражеским войскам, прорвавшимся в районы Луцк, Дубно. К моменту принятия решения на контрудар эти корпуса были рассредоточены во всей полосе фронта и для выхода их в исходные районы пришлось провести сложную перегруппировку. В крайне неблагоприятных условиях воздушной обстановки мехкорпуса совершали напряженные марши большой протяженности и, как правило, со значительным запозданием выходили в назначенные им исходные районы и рубежи развертывания. Вследствие этого, а также сложности управления большим количеством мехкорпусов, ввод их в сражение осуществлялся разновременно.

Согласно плану командующего Юго-Западным фронтом, 9-й и 19-й механизированные корпуса, а также 36-й стрелковый корпус должны были наносить контрудары по немецкой атакующей группировке с северо-восточного направления. Оба этих соединения вместе с 31, 36-м и 37-м стрелковыми корпусами составляли оперативный резерв ЮЗФ генерал-полковника М. П. Кирпоноса.

9-й механизированный корпус РККА (командиром 9 мк был генерал-майор К. К. Рокоссовский) состоял из 20-й и 35-й танковых дивизий, 131-й моторизованной дивизии, 32-го мотоциклетного полка, 153-го отдельного батальона связи, 2-го отдельного моторизованного инженерного батальона, 157-го полевого хлебозавода.

В отличие от механизированных корпусов приграничных армий 9 мк находился в стадии переформирования. Сам К. К. Рокоссовский впоследствии вспоминал: «Несчастье заключалось в том, что корпус только назывался механизированным. С горечью смотрел я на походе на наши старенькие Т-26, БТ-5 и немногочисленные БТ-7, понимая, что длительных боевых действий они не выдержат. Не говорю уже о том, что и этих танков у нас было не больше трети положенного по штату. А мотопехота обеих танковых дивизий! Положенных машин у нее не было, но поскольку эта дивизия значилась моторизованной, не имела ни повозки, ни коня»[26].

Действительно, лучшая 20 тд, которая только готовилась получить новую материальную часть, имела в наличии всего 36 легких танков (из них 30 БТ), 35 тд насчитывала в своем составе 123 танка Т-26 (83 из них с 37-мм и 45-мм пушками, 40 — пулеметные). Самой оснащенной в корпусе была 131-я моторизованная дивизия численностью 10 600 человек. В этой дивизии было 122 легких танка БТ-5 и БТ-7. Всего в корпусе насчитывалось 285 танков (из них БТ-5 и БТ-7 было 134 машины).

Не лучше обстояли дела и в 19-м механизированном корпусе (командир генерал-майор танковых войск Н. В. Фекленко). 19 мк состоял из 40-й и 43-й танковых дивизий, 231-й моторизованной дивизии, 21-го мотоциклетного полка, 547-го отдельного батальона связи и 86-го отдельного моторизованного инженерного батальона.

В 40-й танковой дивизии РККА насчитывалось 19 танков Т-26, а также 139 плавающих танков Т-37 в составе 70-го и 80-го танковых полков. 43-я танковая дивизия имела в своем составе 237 танков: 5 KB, 2 Т-34 и 230 Т-26 различных модификаций в 85-м и в 86-м танковых полках. А 231-я моторизованная дивизия получила только 55 танков (132 тп) и имела общую численность 10 тысяч человек.

Первый удар эти корпуса нанесли еще 25 июня, отбросив части 3-го моторизованного корпуса на юго-запад от Ровно. Но развить успех не удалось из-за того, что удар остальных мехкорпусов, ввиду неготовности войск, был перенесен на следующий день.

36-й стрелковый корпус, наступавший вместе с другими механизированными соединениями северной группировки, состоял из 140, 146-й и 228-й стрелковых дивизий.

26 июня 1941 года «северная группировка», включенная в состав 5-й общевойсковой армии, вновь перешла в наступление. Кроме командования 5-й армии действиями 9-го и 19-го механизированных корпусов и 36-го стрелкового корпуса руководила оперативная группа во главе с первым заместителем командующего фронтом генералом Ф. С. Ивановым.

Танковые дивизии из 19-го механизированного корпуса действовали сводными отрядами (полками) из-за того, что основная масса танков осталась на дорогах из-за различных технических неисправностей. Так, в 43-й дивизии РККА в боях участвовали только 76 машин. Преодолевая сопротивление противника, 19-й мехкорпус, которым командовал генерал Н. В. Фекленко, вместе со стрелковой дивизией к исходу дня вышел к Дубно. Действовавший правее 9-й механизированный корпус генерала К. К. Рокоссовского развернулся вдоль дороги Ровно — Луцк и вступил в схватку с 14-й танковой дивизией вермахта. Корпусу удалось остановить немецкое наступление, но дальше он не мог продвинуться ни на шаг.

Несмотря на мужество и храбрость советских танкистов, добиться перелома в боевых действиях советской стороне не удалось. Одна из главных причин неудачных действий советских мехкорпусов в этом сражении была связана с отсутствием организованного взаимодействия между соединениями. Командир 9-го мехкорпуса вспоминал: «…с информацией войск о положении на фронте дело обстояло из рук вон плохо. Информацию проходилось добывать самим. Если о событиях на нашем направлении удавалось более-менее узнавать и догадываться, то о происшедшем на участках других армий Юго-Западного фронта мы ничего не знали. По-видимому, и штаб 5-й армии тоже ничего не знал, ибо он нас не информировал. Связь корпуса со штабом 5-й армии чаще всего отсутствовала, а с соседями периодически прекращалась»[27].

Командир разведывательного батальона 43-й танковой дивизии 19-го мехкорпуса B. C. Архипов более подробно описывал эти события: «…связь была самым слабым нашим звеном. И не только связь между двумя группами мехкорпусов, наносивших удар с юга (8 и 15 мк), но и связь высших штабов с этими группировками — штаба ЮЗФ… и штаба 5-й армии. Слабая, с длительными перерывами радиосвязь была причиной опоздания информации, направляемой с линии фронта в высшие штабы. Поэтому и решения, которые принимались в штабах и в свою очередь передавались на фронт, часто не соответствовали изменившейся боевой обстановке. К примеру, вечером 26 июня, когда, смяв правый фланг 11-й немецкой танковой дивизии и разгромив один из ее танковых полков, наша дивизия вышла к Дубно, никто из нас не знал, что с юга, нанеся огромные потери другим соединениям 48-го германского моторизованного корпуса, успешно продвигается к нам навстречу 8-й мехкорпус КА генерала Д. И. Рябышева… подобная ситуация повторилась и на следующий день, когда все три корпуса — 36-й стрелковый, 8-й и 19-й механизированные — опять наступали на дубненском направлении. Опять мы и наши соседи, стрелки 36-го корпуса, вышли на подступы к Дубно, но не знали, что в город уже ворвалась 34-я танковая дивизия полковника И. В. Васильева из 8-го мехкорпуса. Таким образом, 26 и 27 июня советские танковые клинья дважды и очень глубоко — до 30 км — врезались в оба фланга немецкого 48-го моторизованного корпуса. Однако отсутствие связи между этими клиньями и взаимная неосведомленность не позволили довести дело до логического конца — до окружения 48-го механизированного корпуса между Бродами и Дубно»[28].