По указанию И. В. Сталина на Западный фронт были направлены Маршалы Советского Союза Б. М. Шапошников и Г. И. Кулик, а на Юго-Западный фронт — генерал армии Г. К. Жуков.

В Тернополь, где находился штаб Юго-Западного фронта, Жуков прибыл поздно вечером 22 июня. Командующий фронтом генерал-полковник М. П. Кирпонос доложил, что войска группы армий «Юг» перешли государственную границу на фронте Владава, Перемышль, Липканы на луцком направлении силами 4–5 пехотных и танковых дивизий, на рава-русском — 3–4 пехотных дивизий с танками, на перемышль-львовском направлении — 2–3 пехотных дивизий. Кирпонос считал, что 23 июня противник предпримет более активные действия и осуществит ввод более крупных сил. Командующий фронтом планировал привлечь для уничтожения группировки противника, продвигающейся к Луцку и Дубно, 31, 36 и 37-й стрелковые и 9, 19 и 15-й механизированные корпуса из своего резерва, а также 22-й механизированный корпус из 5-й армии, 4-й — из 6-й армии и 8-й — из 26-й армии.

На вопрос Жукова о том, где сейчас находятся механизированные корпуса, командующий фронтом ответил, что 8-й механизированный корпус на марше в район Броды, а 9 и 19-й механизированные корпуса получили приказание выдвинуться в район Луцка и Ровно с целью нанести контрудар по прорвавшемуся противнику с севера. В данное время 15-й механизированный корпус находится в районе Топорова, а остальные выйдут на исходное положение к утру 24 июня. Следовательно, приказ наркома обороны о занятии указанных в нем рубежей к исходу 24 июня был явно невыполним. Поэтому генерал Пуркаев предложил создать на рубеже укрепленных районов вдоль старой государственной границы прочную оборону из резервных стрелковых корпусов, а механизированные корпуса отвести за этот рубеж, то есть сначала остановить врага, а уж затем, подготовив контрнаступление, попытаться разгромить его. Генерал Кирпонос согласился с доводами начальника штаба, но сказал, что «приказ есть приказ, и его надо выполнять, во что бы то ни стало».

Кирпоноса поддержал Жуков, который считал, что в сложившейся обстановке единственно правильным будет контрудар механизированных корпусов против танковых дивизий противника. Но корпуса не успевают вовремя сосредоточиться в единый кулак, а медлить нельзя: немцы, введя в сражение подвижные соединения, продолжали развивать наступление на Луцк, Дубно, Броды. Поэтому Жуков решил, не ожидая подхода стрелковых и механизированных корпусов из резерва фронта, нанести контрудар теми корпусами, которые были под рукой. Различное удаление корпусов от района их ввода в сражение (от 200 до 400 км) означало и разные сроки подхода и вступления в бой, что не обеспечивало необходимой силы удара по противнику. Но обстановка вынуждала к этому.

Контрудары механизированных корпусов являлись составной частью оборонительных действий войск Юго-Западного фронта, которые впоследствии были названы историками «Львовско-Черновицкой стратегической оборонительной операцией (22 июня — 6 июля 1941 г.)».

23 июня 15-й механизированный корпус генерал-майора И. И. Карпезо нанес удар из района Топорова в северном направлении на Радзехов, по правому флангу группировки противника, но сильно заболоченная местность и массированные налеты немецкой авиации затрудняли маневр боевых машин. Несмотря на это, генерал Кирпонос вечером 23 июня принял решение «не ожидая сосредоточения всех мехкорпусов, нанести завтра, 24 июня, контрудар по прорвавшимся танковым и моторизованным дивизиям противника лишь теми силами, которые уже подошли к району сражения». Войскам 5-й армии предстояло нанести контрудар в общем направлении на Владимир-Волынский, разгромить части противника, вклинившиеся на луцком направлении, и соединиться с окруженными полками 87-й стрелковой дивизии. 15-й механизированный корпус, выделив часть сил на оборону у Радзехува и на подступах к Бродам, должен был наступать в направлении на Берестечко, чтобы разгромить танковые и моторизованные войска противника, прорвавшиеся из района Сокаля, а затем соединиться с окруженными частями 124-й стрелковой дивизии. На 6-ю армию возлагалась задача удерживать во что бы то ни стало занимаемый фронт, немедленно вывести 4-й механизированный корпус генерал-майора танковых войск М. И. Потапова из боя и повернуть его на Радзехув, на поддержку 15-го механизированного корпуса. Частям 8-го механизированного корпуса генерал-лейтенанта Д. И. Рябышева предстояло к утру 24 июня выйти в район Броды и быть готовыми поддержать 15-й механизированный корпус ударом на Берестечко. Для остальных армий задача оставалась прежней — прочной обороной удерживать занимаемые рубежи.

Эти планы Кирпонос обсудил с Жуковым, когда тот только что вернулся из 8-го механизированного корпуса, где знакомился с состоянием частей корпуса и тем, как осуществляется выдвижение их из района Львова на Броды. Георгий Константинович оставался верен принципу: понять обстановку можно только на месте. «Начальник Генерального штаба был хмур, — вспоминал И. Х. Баграмян. — Он молча кивнул в ответ на мое приветствие. Из разговора я понял, что Жуков считает действия командования фронта недостаточно энергичными и целеустремленными. По его словам, много внимания уделяется решению второстепенных задач и слишком медленно идет сосредоточение корпусов. А нужно определить главную опасность и против нее сосредоточить основные усилия. Такой главной угрозой являются танковые и моторизованные группировки противника, глубоко вклинившиеся в глубь нашей обороны. Поэтому основные силы фронта при поддержке всей авиации должны быть брошены именно на эти направления. Только так можно добиться перелома в ходе пограничного сражения. Жуков считал ошибкой, что Кирпонос позволил командующему 6-й армией оттянуть 4-й механизированный корпус с правого фланга армии, где враг наносит главный удар, на левый и ввести его в бой на этом второстепенном направлении».

24 июня 22-й механизированный корпус генерал-майора С. М. Кондрусева совместно со 135-й стрелковой дивизией нанес контрудар по левому флангу вклинившейся группировки противника, стремясь оказать помощь 87 и 124-й стрелковым дивизиям, окруженным восточнее Владимир-Волынского. Однако несогласованность в действиях соединений, большие потери в боях и превосходство противника в танках вынудили части корпуса отступить 25 июня за р. Стырь севернее Луцка. Командир корпуса генерал Кондрусев погиб, а в командование вступил начальник штаба генерал-майор В. С. Тамручи.

По согласованию с Жуковым решили перенести контрудар на утро 26 июня, так как 8, 9 и 19-й механизированные, 31, 36, 37-й стрелковые корпуса еще не вышли в назначенные им районы. Однако Жукову не довелось увидеть своими глазами результаты этого контрудара. Утром 26 июня на командный пункт Юго-Западного фронта позвонил Сталин и предложил Жукову немедленно вылететь в Москву.

26 июня части 8-го механизированного корпуса перешли в наступление и в течение дня продвинулись на 10–12 км. Однако другие корпуса не смогли поддержать его успех. 15-й механизированный корпус понес большие потери от ударов вражеской авиации. 9-й (генерал-майор К. К. Рокоссовский) и 19-й (генерал-майор танковых войск Н. В. Фекленко) механизированные корпуса вступили в сражение только во второй половине дня. К исходу 26 июня корпус Фекленко вышел к Дубно, а корпус Рокоссовского не смог преодолеть сопротивление 14-й танковой дивизии противника.