На производство этих оборонительных работ Ставкой ВГК выделялось 400 тонн колючей проволоки, 30 тыс. противотанковых и 60 тыс. противопехотных мин. Одним словом, Брянский фронт в течение почти двух месяцев строил и совершенствовал оборону. Две стрелковые дивизии и одна стрелковая бригада 13-й и 40-й армий были развернуты на второй полосе обороны, проходившей по восточному берегу р. Кшень. В тылу их, в резерве Брянского фронта, находились два танковых и один кавалерийский корпуса, одна стрелковая дивизия и две танковые бригады. Кроме того, за правым крылом фронта, на тульском направлении, в резерве командующего фронтом были сосредоточены формирующаяся 5-я танковая армия, один танковый и один кавалерийский корпуса.

Непосредственно взаимодействовать с армейской группой «Вейхс» должна была 6-я армия генерала танковых войск Ф.Паулюса, уже частично вышедшая на р. Оскол. После «Вильгельма» и «Фридерикуса II» она развернулась на 240-километровом фронте, сосредоточив свою ударную группировку — девять пехотных дивизий, 3-й, 23-й танковой и 29-й моторизованной дивизий — в районе Волчанска. Подвижные соединения объединялись в ХХХХ моторизованный корпус. Задачей Паулюса было прорвать оборону советских войск на стыке 21-й и 28-й армий. Далее своей главной группировкой 6-я армия должна была развивать наступление на северо-восток. Левым флангом этой группировки в районе Старого Оскола 6-я армия должна была соединиться с частями 2-й венгерской армии, окружая и уничтожая советские войска в районе западнее Старого Оскола. Соединения правого фланга 6-й армии получили задачу, используя успех главной группировки, наступать на восток в общем направлении на Россошь.

Против 6-й немецкой армии оборонялись основательно потрепанные двумя «Фридерикусами» и «Вильгельмом» войска Юго-Западного фронта. Это были 21-я армия, 28-я армия и войска правого фланга 38-й армии. Соответственно 21-я армия В.Н.Гордова обороняла 120-километровый участок фронта от станции Ржава до Николаевки, 28-я армия Д.И.Рябышева, закончив 26 июня оборонительные бои, закреплялась западнее Валуек на 70-километровом участке фронта. Наконец, 38-я армия К.С.Москаленко обороняла 50-километровый участок фронта по восточному берегу р. Оскол восточнее Купянска, куда она только что отошла после тяжелых боев в период с 22 по 26 июня.

Всего в составе этих трех армий насчитывалось 18 стрелковых дивизий, одна стрелковая и пять танковых бригад, один кавалерийский и три танковых корпуса. На 27 июня во фронтовом резерве находились одна стрелковая дивизия и три танковых корпуса, два из которых были сосредоточены за армиями правого крыла фронта в районе юго-западнее Нового Оскола. Многие соединения этих армий уже длительное время вели тяжелые оборонительные и наступательные бои, теряли тяжелое оружие, боевую и вспомогательную технику в отступлениях по раскисшим дорогам. Не будет большой ошибкой сказать, что именно «птица-тройка» Харьковской операции из 21, 28-й и 38-й армий была самым слабым местом советско-германского фронта. Однако именно эти три армии станут одним из главных участников летних боев на Сталинградском направлении.

Утром 28 июня после артиллерийской и авиационной подготовки соединения армейской группы «Вейхс» перешли в наступление против войск левого крыла Брянского фронта.

Главный удар противник нанес по левофланговой 15-й стрелковой дивизии 13-й армии и 121-й и 160-й стрелковым дивизиям 40-й армии. Здесь, на фронте 45 км, в первом эшелоне противника наступали две танковые, три пехотные и две моторизованные дивизии двигавшихся плечом к плечу XXIV моторизованного и XXXXVIII танкового корпусов. Поддержку с воздуха наступающим оказывал самый мощный и самый опытный в делах взаимодействия с наземными войсками VIII авиакорпус Вольфрама фон Рихтгоффена. В итоге напряженного боя XXXXVIII корпусу удалось прорвать советскую оборону в стыке 13-й и 40-й армий, продвинуться на 8—15 км на восток и к исходу 28 июня выйти на рубеж Гремячая, р. Тим.

На выявившееся направление главного удара сразу были направлены резервы. Ставка ВГК уже 28 нюня приняла меры по усилению Брянского фронта. В состав последнего направлялись 4-й и 24-й танковые корпуса из состава Юго-Западного фронта и 17-й танковый корпус из резерва Ставки. В районе Воронежа на усиление фронта передавались четыре истребительных и три штурмовых авиационных полка. Начиналась борьба в новых условиях, предстояло проверить новый инструмент — танковые корпуса — в первых боях.

Командующий Брянским фронтом решил задержать наступление противника на рубеже р. Кшень и с этой целью дал указания о переброске к участку прорыва 16-го танкового корпуса. Одновременно он приказал сосредоточить 17-й танковый корпус Н.В.Фекленко в районе Касторное, а 4-й танковый корпус В.А.Мишулина и 24-й танковый корпус В.М.Баданова в районе Старого Оскола и силами этих двух корпусов подготовить контрудары в северо-западном и северном направлениях. На усиление 40-й армии из резерва фронта были переданы 115-я и 116-я танковые бригады.

Однако, как это всегда бывает в «блицкригах», одной из первых жертв стали пункты управления. В течение 29 июня левофланговые соединения 13-й армии, ведя упорные бои, сдерживали наступление противника на линии железной дороги Ливны, Мармыжи, а войска правого фланга 40-й армии — на реке Кшень. В районе Ракова 24-й танковой дивизии корпуса Гейма удалось прорвать вторую полосу обороны 40-й армии и развить наступление в направлении Горшечного. Появление небольшой группы танков в районе расположения командного пункта 40-й армии в районе Горшечного дезорганизовало управление войсками. Командующий армией генерал-лейтенант М.А.Парсегов и его штаб, бросив часть документов, в том числе и оперативного характера, переехали в район юго-восточнее Касторного и окончательно потеряли управление боевыми действиями войск. Видимо, у М.А.Парсегова просто не выдержали нервы: в сентябре 1942 г. он был одним из непосредственных участников боев под Киевом, закончившихся огромным «котлом». Так или иначе, вскоре генерал Парсегов был отстранен от командования 40-й армией и отправлен на Дальний Восток.

Тем временем за два дня наступления 4-й танковой армии Г.Гота удалось прорвать оборону войск Брянского фронта на стыке 13-й и 40-й армий на 40-километровом фронте и продвинуться на глубину до 35—40 км. Этот прорыв усложнил обстановку на левом крыле Брянского фронта, но еще не представлял собой особой угрозы, так как в районы Волова, Касторного и Старого Оскола выдвигались четыре танковых корпуса. Однако сосредоточение 4-го и 24-го корпусов проходило медленно, а у перевозившегося по железной дороге 17-го танкового корпуса отстали тылы и части остались без горючего.

Командующий же Брянским фронтом Ф.И.Голиков в условиях глубокого прорыва противника на воронежском направлении принял решение отвести войска 40-й армии на рубеж р. Кшень, Быстрец, Архангельское. Ставка ВГК в лице И.В.Сталина не согласилась с этим решением командующего Брянским фронтом. Голикову было указано, что «простой отвод войск 40-й армии на неподготовленный рубеж будет опасен и может превратиться в бегство». Кроме того, командующему фронтом было указано на промахи в его действиях: