Особо важная роль в планах командования фронтом отводилась Остропольскому укрепленному району, который должен был связать фланги Новоград-Волынского и Летического укрепленных районов. Он неоднократно упоминался в оперативных документах, но надлежащей для того силы не имел. Такое же положение оказалось и на стыке Летичевского и Могилев-Подольского укрепленных районов в районе села Мурованые Куриловцы, которые должны были обеспечить оперативную связь между Юго-Западным и Южным фронтами.

В результате такого состояния большинства укрепленных районов отход войск на их линию, в сущности, ничем не отличался от отхода на обычный рубеж. Так, 5-я армия, на левом фланге которой противник наносил свой главный удар, по-прежнему почему-то держала имевшиеся у нее резервы (15-й стрелковый корпус) на правом фланге, не вводя их в действие на наиболее угрожаемом направлении. Это привело к тому, что противник 10 июля сравнительно легко занял Житомир и начал развивать свое наступление на Киев. В связи с этим полоса армии растянулась на 300 километров, а фронт ее повернулся с запада на юг.

На 200-километровом фронте 6-й армии к 1 июля действовало восемь соединений, которые когда-то представляли собой три стрелковых, четыре механизированных и один кавалерийский корпус. Несмотря на то что к тому времени корпусные формирования уже свое тактическое значение потеряли, их управления по-прежнему продолжали руководить подчиненными войсками и отдавать им указания, которые нередко перечили армейским. Кроме того, в полосе армии находилось множество частей корпусного подчинения, которые вообще не получали никаких указаний и нередко действовали на свой страх и риск. В результате этого в полосе перенасыщенной войсками 6-й армии возникло хаотическое движение сил и средств, которое не поддавалось никакой организации и только порождало беспорядок и панику.

После 1 июля 6-я армия находилась в состоянии непрерывного отхода и арьергардных боев в крайне неблагоприятных условиях разорванного фронта. Ее 36-й стрелковый корпус и 14-я кавалерийская дивизия, охваченные противником справа и слева, отходили на рубеж Изяслав, Ямполь. 37-й стрелковый корпус, охваченный справа из района Подкамень, Броды и слева из района Буск, отходил на рубеж Збарж, Тернополь. 6-й стрелковый корпус также отходил на Тернополь. Остатки 4-го механизированного корпуса и 3-я кавалерийская дивизия оборонялись в районе Золочева. Остатки 15-го механизированного корпуса использовались в качестве армейского резерва для латания внезапно возникавших дыр. На дорогах Львов, Тернополь сгрудилось большое количество техники, войск, тыловых колонн и беженцев.

Пункт управления Юго-Западного фронта 30 июня из Тернополя переместился в Проскуров, в неподготовленные для этого помещения, и попытался наладить связь с армиями по имевшимся стационарным линиям связи. Но, как оказалось, эти линии были во многих местах повреждены немецкой авиацией и диверсантами, в результате чего система управления работала очень неустойчиво.

2 июля противник, продолжая наступление на киевском направлении, продвинулся значительно далее на восток и овладел Шепетовкой. Часть сил его ударной группировки была перенацелена для нанесения удара по правому флангу 6-й армии. В результате этого правый фланг армии начал постепенно заворачиваться на юг, образуя разрыв между соседней 5-й армией, которая в это же время была вынуждена заворачивать свой левый фланг на север.

4 июля штаб Юго-Западного фронта, пытаясь разобраться в обстановке, наконец-то решил определить направление главного удара противника на левом крыле советско-германского фронта. После долгих обсуждений командующий и начальник штаба пришли к выводу, что фашистское командование в полосе Юго-Западного фронта наносит два равноценных удара: один в направлении Ровно — Житомир, второй — Тернополь — Проскуров. Первый удар приходился на стыке 5-й и 6-й армий, второй — в полосе 6-й армии. Таким образом, в очередной раз подтверждалось, что судьба обороны фронта зависит от исхода операции 6-й армии, как это и предполагалось ранее.

С целью воспрещения дальнейшего продвижения противника на житомирском направлении командующий фронтом приказал командующему 5-й армией сосредоточить основные усилия на ее левом фланге, но при этом упорно оборонять Коростенский укрепленный район. 6-й армии было приказано не допустить прорыва противника в направлении Житомир и, прочно обеспечивая стык с 26-й армией, отойти на рубеж Катериновка, Коростки, имея главную группировку резерва за центром своего расположения.

Со 2 по 6 июля войска Юго-Западного фронта продолжали отход, с трудом сдерживая наступление противника. Разрыв между Новоград-Волынским и Шепетовкой все более увеличивался. Командование фронтом для закрытия этой бреши направило туда три дивизии 49-го и 7-го стрелковых корпусов. Но эти соединения, зачастую вступавшие в бой сразу после выгрузки из эшелонов, без изучения противника и общей обстановки в полосе своих войск, без надлежащей огневой подготовки и знания местности быстро превращались в разрозненные группы, которые не могли выполнить поставленной боевой задачи. Так в горниле расхлябанности и неорганизованности бесцельно гибли последние резервы Юго-Западного фронта.

В это время войска 6-й армии с рубежа Четырбоки (20 километров южнее Шепетовки), Черный Остров отходили в направлении на Остропольский укрепленный район. 8-й стрелковый и 24-й механизированные корпуса 26-й армии пытались организовать оборону Проскурова с тем, чтобы выровнять фронт с отходившей южнее 12-й армией. Эта же армия, не испытывая особого нажима со стороны венгров и усиливавших их немецких частей, также по приказу командования фронтом отходила на восток. В ее полосе зачем-то поспешно эвакуировался Каменец-Подольский укрепленный район, оборонительные сооружения которого разрушались, взрывались орудия, все остальное вооружение и имущество поспешно вывозилось. Общие потери войск Юго-Западного и Южного фронтов, по данным книги «Гриф секретности снят», на 6 июля составили 241,6 тысячи человек, в том числе безвозвратными 172,3 тысячи человек. Также было потеряно 4381 танк, 5806 орудий и минометов, 1218 самолетов.

Неразбериха в высших эшелонах военного руководства продолжалась. Даже 7 июля Ставка Главного командования еще не представляла себе в полной мере того, что происходило на стыке 5-й и 6-й армий Юго-Западного фронта. При этом она отдает войскам приказы оборонять рубежи, которые уже захвачены противником.

8–9 июля вспыхивают ожесточенные бои в районе Бердичева. Обстановка на стыке 5-й и 6-й армий еще более ухудшилась. Противник своим наступлением на участке Новоград-Волынский, Новый Мирополь оттеснил сводные подразделения обороняющихся советских войск и устремился на восток с задачей овладеть Житомиром и Бердичевом, куда отходили войска 6-й армии. К середине дня он занял этот город. Для того чтобы вернуть Бердичев, по приказу штаба Юго-Западного фронта на подступах к городу были сосредоточены остатки 15-го и 14-го механизированных корпусов 6-й армии, в строю которых оставалось всего по 20–30 танков. Туда же с трудом удалось собрать некоторые сохранившие боеспособность подразделения пехоты и артиллерии. Но атаки, проведенные этими силами, успеха не имели.

11 июля, несмотря на то, что обстановка продолжала ухудшаться, командующий Юго-Западным фронтом генерал М. П. Кирпонос по-прежнему продолжал считать, что способен нормализовать ее силами 5-й и 6-й армий. Он приказывает их командующим закрыть образовавшийся прорыв и отрезать «прорвавшиеся на Житомир и Бердичев мехсоединения противника». С этой целью он приказал 6-й армии и 16-му механизированному корпусу в 15 часов 12 июля перейти в наступление в направлении Романовка (40 километров северо-западнее Бердичева).