К 24 июля 13-я армия, действовавшая к северу от района операций 3-й гвардейской танковой армии, подходила к р. Сан, 1-я гвардейская танковая армия переправилась через Сан севернее Ярослава и вела бои на северных окраинах Ярослава, конно-механизированная группа генерала Баранова форсировала Сан у Радымно. 3-я гвардейская танковая армия выделяла для действий в направлении Перемышля 6-й гвардейский танковый корпус. Получив приказ о повороте частей корпуса на Перемышль, командир корпуса предпринял попытку захватить Перемышль сходу силами передового отряда: «…силами 53-й гвардейской танковой бригады произвести разведку боем обороны противника в районе Перемышль и к 24.00 24.7 сделать попытку сходу овладеть городом, закрепиться, в случае успеха, на его северо-западной окраине. Остальным частям корпуса (без 52-й гвардейской танковой бригады, направленной в район Янув) сосредоточиться к этому же времени в Медыка».

К 3 часам 25 июля передовой отряд корпуса вышел по шоссе Мостиска—Перемышль к р. Вяр и обнаружил, что «…мост через р. Вяр был взорван. Берега р. Вяр минированы. Пехота противника занимала западный берег». Главные силы 56-й гвардейской танковой бригады, сместившись к югу, форсировали Вяр у Негрыбка и к исходу 25 июля достигли юго-восточной окраины Перемышля. Однако внезапность действий была утеряна, и взять город сходу не удалось. Вечером 25 июля П.С. Рыбалко указывал в письме командиру корпуса: «Танками города Вам не взять, раз внезапность Вы потеряли. Необходимо подтянуть пехоту. Тщательно произвести разведку, особенно тщательно определить наиболее опасные огневые точки, расположенные внутри города. Для разведки необходимо использовать разведчиков-партизан, которые хорошо знают город. Просочить в город пехоту, автоматчиков, партизан. Только после тщательно произведенной разведки, организовать бой за овладение городом, использовав всю мощь артиллерийского огня. Вся тяжесть по овладению городом должна лечь на пехоту и артиллерию, танки же можно использовать в крайне ограниченном количестве в составе штурмовых отрядов (3–5 танков)».

Ход боевых действий 24-27 июля 1944 г.

На протяжении дня 26 июля на западный берег р. Вяр у Негрыбка переправились 51-я гвардейская танковая бригада и 22-я мотострелковая бригада 6-го гвардейского танкового корпуса, 53-я гвардейская танковая бригада продолжала бои на южной окраине Перемышля и одновременно частью сил перехватила к западу от города шоссе Перемышль—Дынув, лишив противника возможности отводить войска на запад или перебрасывать подкрепления к Перемышлю. В 21 час 26 июля после мощного огневого налета артиллерии корпуса мотострелки 22-й мотострелковой бригады атаковали господствующую над междуречьем Сана и Вяра высоту, превращенную противником в опорный пункт, ночным штурмом заняли ее и продолжили развивать наступление в направлении центра города. Захват опорного пункта позволил ввести в город по Добромильскому шоссе главные силы 53-й гвардейской танковой бригады. К 9 часам 27 июля Перемышль был полностью очищен от противника. «Лишившись Перемышля, противник потерял окончательно рубеж на р. Сан и вынужден был искать дальнейшего рубежа, на котором мог бы остановить стремительное движение наших войск».

Наступление войск 3-й гвардейской танковой армии на Львов с запада началось с утра 26 июля одновременно с двух направлений: через Грудек-Ягельонский силами 7-го гвардейского танкового корпуса и через Янув силами 52-й гвардейской танковой бригады при поддержке двух мотострелковых батальонов 9-го мехкорпуса, сведенных в группу под командованием заместителя начальника штаба армии генерал-майора Зиберова. К 14 часам к наступавшей на Львов группировке войск армии присоединилась 56-я гвардейская танковая бригада, а к 20 часам 26 июля в район Янува вышла также 280-я стрелковая дивизия 13-й армии, подчиненная командующему 3-й гвардейской танковой армией на время операции по захвату Львова. 26 июля наступавшие на Львов войска продвижения не имели. Наладив за ночь с 26 на 27 июля взаимодействие и возобновив наступление в 6 часов 27 июля, войска 56-й гвардейской танковой бригады и 280-й стрелковой дивизии сбили противника с позиций у Янув и к 8 часам 30 минутам главными силами достигли северо-западной окраины Львова. Действия 52-й гвардейской танковой бригады, выделенной для обхода оборонительного рубежа противника у Янув, оказались намного менее удачны: «52-я гвардейская танковая бригада в поисках обхода группировки противника на своем пути встретила минное поле, не нашла безопасного обхода, не сманеврировала вправо, потеряв время, опоздала к последнему бою за Львов». Комментируя действия 52-й гвардейской танковой бригады в боях за Львов, командование армии отмечало: «Бесцельное маневрирование в поисках «флангов» (что делалось командиром 52-й гвардейской танковой бригады) при наступлении на противника с тыла не может быть оправдано. У противника, занимающего круговую оборону, везде фронт, флангов открытых нет. В этих случаях более целесообразна мощная фронтальная атака, как наиболее простая форма». К 10 часам утра того же дня во Львов начали входить с севера и востока стрелковые части 60-й армии, а войска 4-й танковой армии продвинулись до центра города. В 15 часов войска группы Зиберова начали наступление на запад и юго-запад навстречу главным силам 7-го гвардейского танкового корпуса. К 15 часам бригады 7-го гвардейского танкового корпуса овладели районом Грудек-Ягельонский и, продолжая наступление, к 20 часам у Бартатува встретились с 56-й гвардейской танковой бригадой, вышедшей к Бартатуву со стороны Львова. Арьергарды противника спешно отходили в южном и юго-западном направлении. Львов был очищен от противника.

Перекрывая пути отхода львовской группировки на юго-запад, 9-й мехкорпус силами одной бригады занял 25 июля Рудки и вышел к Днестру в районе Чайковичи. Утром 26 июля передовой отряд 7-го гвардейского танкового корпуса внезапным ударом захватил Самбор. Отряды из состава 91-й отдельной танковой бригады начиная с 25 июля заняли Нижанковице, Нижевец, Гусаков, Добромиль и Хыров. Пути отступления противника из района Львова на Перемышль и за реку Сан были преграждены. Начиная с 26 июля отряды отбивали многочисленные атаки частей противника, пытавшиеся прорваться к Перемышлю. Утром 28 июля передовой отряд 7-го гвардейского танкового корпуса вынужден был, не получив своевременно подкреплений, оставить Самбор. 31 июля отряд 91-й отдельной танковой бригады вынужден был оставить Хырув, однако атаки противника в направлении Добромиль, Нижанковице были отбиты. Хотя обеспечить полное окружение и уничтожение львовской группировки противника не удалось, «…наши передовые отряды южнее и юго-восточнее Перемышль не допустили отхода Львовско-станиславской группировки противника через Перемышль на запад. Разрозненные группы — остатки разных разбитых частей противника — вынуждены оставаться на северо-восточных отрогах Карпат или отходить через горы в Чехословакию или Румынию».

Анализируя боевой опыт Львовско-Перемышльской операции, командование армии особо отмечало марш-маневр в обход Львова: «Решение прекратить атаки на Львов с севера и начать его обход в сложившейся обстановке было единственно правильным решением. В рамках операции искусный маневр стоит многих кровопролитных боев, как правило, влекущих за собою большие потери для обеих сторон. Танковая армия должна искать противника не в окопах и узких дефиле, или в горных перевалах, а на танкодоступной местности, навязывая противнику встречные и другие подвижные сражения, когда он не может укрыться за непроходимыми для танков препятствиями. К этому стремилась в своем маневре 3-я гвардейская танковая армия».