Находившийся юго-западнее Львова 8-й механизированный корпус генерал-лейтенанта Д. И. Рябышева вечером 22 июня получил приказ командующего фронтом выйти в район восточнее города и поступить в подчинение командующего 6-й армией. Получив в своё распоряжение 8-й мехкорпус, генерал Музыченко повернул его на запад, чтобы с утра 24 июня отбросить Рава-Русскую группировку противника за госграницу. В свою очередь командующий фронтом, считая, что корпус уже сосредоточился восточнее Львова, потребовал от его командира ускорить выдвижение на север в район Бродов, чтобы утром 24 июня совместно с 15-м мехкорпусом атаковать противника, прорвавшегося в Берестечко. Музыченко поставил Рябышеву соответствующую задачу. Корпус развернулся почти на 180° и пошёл обратно. Только к утру 26 июня он вышел к Бродам.

24 июня нанесли армейский контрудар основные силы 22-го механизированного корпуса совместно со 135-й стрелковой дивизией. В 14 ч. они по приказу командующего 5-й армией генерала М. И. Потапова атаковали 14-ю танковую и 299-ю пехотную дивизии противника, которые продвигались на Луцк. Разгорелось встречное сражение. В ходе ожесточённых боёв погибли командир корпуса генерал С. И. Кондрусев, все командиры полков 19-й танковой дивизии, был тяжело ранен командир дивизии генерал К. А. Семенченко. Несмотря на тяжёлое ранение, он мужественно продолжал управлять боем, за что в числе первых в годы войны был удостоен звания Героя Советского Союза. Противник на какое-то время был задержан, но с вводом в бой 13-й танковой дивизии вновь устремился вперёд, вынудив части 22-го мехкорпуса и 135-ю дивизию отойти в район Луцка за р. Стырь.

Немецкие солдаты позируют на фоне подбитого танка Т-34. Львов, июнь 1941 года.

Укомплектованная лучше других, 41-я танковая дивизия 22-го мехкорпуса, которая имела 415 танков, в контрударе не участвовала. Решением командующего 5-й армией она была придана 15-му стрелковому корпусу и поротно и побатальонно использовалась для усиления стрелковых соединений, оборонявшихся в первом эшелоне.

Тем временем, уже к исходу 24 июня на Ровенском направлении, на стыке 5-й и 6-й армий, образовался разрыв около 50 км, в который устремились соединения 1-й немецкой танковой группы генерала Э. Клейста. Создалась угроза глубокого прорыва гитлеровских войск и охвата ими с севера основных сил Юго-Западного фронта. Для ликвидации этой угрозы и разгрома ударной группировки противника в период с 26 по 29 июня был нанесён контрудар силами 8-го, 9-го, 15-го и 19-го мехкорпусов по флангам прорвавшихся немецких войск.

Боевые действия на Юго-Западном направлении в июне — июле 1941 года.

9-й и 19-й механизированные корпуса, совершив под непрерывным воздействием авиации противника более чем 200-км марш, находились в районе восточнее Луцка и должны были наступать на Дубно с севера. С юга в северо-западном направлении на Дубно наносили удар 8-й и 15-й мехкорпуса. Следует подчеркнуть, что на начало войны в этих корпусах имелось 300, 450, 928 и 733 танка соответственно, а всего более 2400! Из них 174 Т-34 и 138 КВ. Однако до 50 % этой техники по разным причинам в контрударе участия не принимало. Часть была потеряна, часть вышла из строя в ходе выдвижения в исходные районы, часть так и не покинула мест постоянной дислокации, другие просто не успели подойти: 7-я моторизованная дивизия 8-го мехкорпуса, например, к этому времени находилась ещё на марше. Не удалось использовать в контрударе и 4-й механизированный корпус. Командование фронтом решило привлечь лишь его 8-ю танковую дивизию, которая к тому времени уже потеряла в боях 92 танка. Ещё больше машин вышли из строя по техническим причинам. В результате из 325 танков, которые дивизия имела накануне войны, в район контрудара к концу 27 июня, то есть с опозданием на сутки, прибыло только 65 боевых машин.

Лёгкий танк Pz.II из состава 9-й танковой дивизии 1-й танковой группы. Восточный фронт, июнь 1941 года.

Тем не менее, удар по противнику были готовы нанести как минимум 1000 танков. Эти силы были распределены неравномерно: до 700 боевых машин атаковали с юга и около 300 — с севера. При этом практически все Т-34 и КВ (не менее 250 машин) находились в южной группировке. Контрудар наших войск начался 26 июня и вылился во встречное сражение с соединениями 1-й танковой группы противника. Однако успешно завершить операцию окружением противника не удалось, и, в первую очередь, по причине отсутствия чётко налаженной связи и взаимодействия как между наступавшими мехкорпусами, так и между ними и вышестоящими штабами. Вот что по этому поводу написал в своих воспоминаниях В. С. Архипов, в те дни командир разведбата 43-й танковой дивизии 19-го мехкорпуса: «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 её танковых полков, наша дивизия вышла к Дубно, никто из нас не знал, что с юга, нанеся огромные потери другим соединениям 48-го немецкого моторизованного корпуса, успешно продвигается к нам навстречу 8-й мехкорпус генерала Д. И. Рябышева. Забегая вперёд, отмечу, что 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 неосведомлённость не позволили довести дело до логического конца — до окружения 48-го мотокорпуса между Бродами и Дубно. А что такое окружение назревало, было видно и по войскам противника.

Подбитый (или вышедший из строя) тяжёлый танк Т-35 из состава 34-й танковой дивизии 8-го механизированного корпуса Красной Армии. Юго-Западный фронт, июнь 1941 года.

Когда вечером 26 июня мы гнали фашистов к Дубно, это уже было не отступление, а самое настоящее бегство. Части 11-й танковой перемешались, их охватила паника. Она сказалась и в том, что кроме сотен пленных мы захватили много танков и бронетранспортёров и около 100 мотоциклов, брошенных экипажами в исправном состоянии. На подходе к Дубно, уже в сумерках, танкисты 86-го полка разглядели, что к ним в хвост колонны пристроились восемь немецких средних танков — видимо, приняли за своих. Их экипажи сдались вместе с машинами по первому же требованию наших товарищей. Пленные, как правило, спешили заявить, что не принадлежат к национал-социалистам, и очень охотно давали показания. Подобное психологическое состояние гитлеровских войск, подавленность и панику наблюдать снова мне довелось очень и очень не скоро — только после Сталинграда и Курской битвы. Отсюда можно сделать вывод, что контрудар механизированных корпусов Юго-Западного фронта, начавшийся на пятый день войны, оказал на гитлеровские войска сильное моральное воздействие».