Всего в составе этих трех армий насчитывалось 18 стрелковых дивизий, одна стрелковая и пять танковых бригад, один кавалерийский и три танковых корпуса. Резервы Юго-Западного фронта были незначительны, так как основная часть их была уже израсходована в ходе Харьковской операции. 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. Однако все эти соединения имели большой некомплект в людях, вооружении и боевой технике.

На оборонительный рубеж, построенный в тылу войск Брянского и Юго-Западного фронтов (рубеж проходил по линии Б. Верейка, Турово, Алексеевка, Ровенки, Мостки, Трехизбенка), в конце июня, а частично уже в начале июля были выдвинуты части пяти укрепленных районов.

Таким образом, к 27 июня 1942 г. против группы армий «Вейхс» и 6-й немецкой армии, имевших в своем составе 31 пехотную, четыре моторизованные, шесть танковых дивизий и одну пехотную бригаду, Брянский и Юго-Западный фронты [Не считая фронтовых резервов, располагавшихся за правым крылом Брянского фронта и за левым крылом Юго-Западного фронта.] могли выставить 34 стрелковые, пять кавалерийских дивизий, семь танковых корпусов, четыре стрелковые и десять отдельных танковых бригад.

С учетом численности соединений Брянского и Юго-Западного фронтов и их укомплектованности противник в полосе предстоящего наступления от р. Сосна до Купянска превосходил наши войска примерно в полтора — два раза.

По авиации численное превосходство также было на стороне противника.

Утром 28 июня после артиллерийской и авиационной подготовки соединения армейской группы «Вейхс» перешли в наступление против войск левого крыла Брянского фронта. В первом эшелоне ее ударной группировки между верховьем р. Сосна и районом Щигры наступало семь пехотных, три танковые и три моторизованные дивизии.

Вражеская авиация сильными группами по 100—150 самолетов непрерывно поддерживала наступление своих танков и пехоты. Одновременно часть бомбардировочной авиации противника нанесла удары по районам сосредоточения армейских и фронтовых резервов, а также по командным пунктам и узлам связи.

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 три танковые, три пехотные и одна моторизованная дивизии. Атакованные такой мощной группировкой, три наших дивизии не смогли отразить удар противника. В итоге напряженного боя врагу удалось прорвать нашу 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.

Дивизии 40-й армии в ходе боя понесли значительные потери, но еще не утратили своей боеспособности. Тактический успех наступления противника был несомненный. Требовались решительные меры по организации противодействия дальнейшему продвижению врага.

Ставка Верховного Главнокомандования, определив направление главного удара противника, уже 28 июня приняла меры по усилению Брянского фронта. Она передала в состав последнего 4-й и 24-й танковые корпуса из Юго-Западного фронта и 17-й танковый корпус из своего резерва. В районе Воронежа на усиление фронта передавались четыре истребительных и три штурмовых авиационных полка.

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 в районе Касторное, а 4-й и 24-й танковые корпуса 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 две танковые бригады.

Нельзя не отметить, что в такой напряженной обстановке командующий и штаб 40-й армии проявили недопустимую беспечность. Командный пункт армии находился за второй полосой обороны, т. е. на значительном удалении от войск. Ни командующий армией, ни его заместители не появлялись в правофланговых дивизиях, чтобы лично организовать бой, а продолжали управлять войсками по телеграфу и телефону. Даже задачу двум танковым бригадам, поступившим в состав армии из фронтового резерва, они поставили через офицеров штаба. Обстановка же требовала от командования 40-й армии более мобильного руководства войсками.

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 р. Кшень. Однако в районе Ракова 48-му танковому корпусу противника удалось прорвать вторую полосу обороны 40-й армии, после чего он стал развивать наступление на Горшечное. Появление небольшой группы танков в районе расположения командного пункта этой армии дезорганизовало управление войсками. Командующий армией и штаб, бросив часть документов, в том числе и оперативные документы, переехали в район юго-восточное Касторное и окончательно потеряли управление боевыми действиями войск.

В итоге двух дней наступления противник достиг крупного тактического успеха. Ему 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 Волово, Касторное. и Старый Оскол выдвигались четыре наших танковых корпуса. Контрудары этих корпусов во фланг прорвавшейся группировке немецко-фашистских войск могли решительно изменить обстановку на воронежском направлении.