Передовые части 8-го механизированного корпуса вышли в район Броды только 25 июня. Войскам этого корпуса пришлось предварительно пройти более 400 км, так как задача в период их передвижения менялась несколько раз. 26 июня корпус, перейдя в наступление в общем направлении на Берестечко, продвинулся на 10—20 км. Дальнейшие попытки развить наступление успеха не имели. Подвергшись ударам авиации противника и не имея связи с другими корпусами, 8-й механизированный корпус вынужден был перейти к обороне и отражать атаки немецких войск.

27 июня 8-й механизированный корпус получил новую задачу — наступать из района Броды на Дубно. Командиру корпуса в течение дня для выполнения новой задачи удалось вывести из боя только одну танковую дивизию, которая на следующий день прорвалась в район Дубно и овладела городом. Противник отрезал эту дивизию от остальных сил корпуса, и она вынуждена была вести бои в окружении.

Сражение 15, 8 и части сил 4-го механизированных корпусов в районе Радехов, Броды, Дубно продолжалось до 29 июня. Для отражения контрударов советских войск командование группы армий «Юг» на помощь действовавшим в этом районе войскам подтянуло дополнительно семь дивизий.

К концу контрударов наших механизированных войск на фронт Дубно, Кременец, севернее Золочев вышли наши 36-й и 37-й стрелковые корпуса и 14-я кавалерийская дивизия. Эти войска смогли лишь прикрыть отход 8-го и 15-го механизированных корпусов, которые после шестидневного сражения нуждались в отдыхе и в приведении себя в порядок. Им не удалось остановите или хотя бы на сколько-нибудь длительное время задержать наступление противника на этом рубеже. Уже 29 июня правый фланг 36-го стрелкового корпуса был глубоко охвачен вражескими танковыми дивизиями, прорвавшимися к р. Горынь у Острога. 1 июля левый фланг 37-го стрелкового корпуса был атакован подошедшим с запада 14-м моторизованным корпусом противника, наносившим удар совместно с войсками левого фланга 17-й армии в направлении на Золочев, Тарнополь. 36-й и 37-й стрелковые корпуса под угрозой охвата их внешних флангов начали отходить на восток.

Выдвижение к фронту 9-го и 19-го механизированных корпусов было начато в ночь с 22 на 23 июня. Их дивизиям нужно было совершить 200-километровые марши, на что потребовалось двое суток. Войска этих корпусов вступили в бой 25 июня.

9-й механизированный корпус наносил удар из лесов севернее Клевани в южном направлении, а 19-й механизированный корпус — из района Ровно на Дубно.

В начале наши войска добились некоторого успеха. 9-й механизированный корпус потеснил танковые части 3-го моторизованного корпуса к югу от Клевани, а 19-й механизированный корпус отбросил противника на 25 км в юго-западном направлении от Ровно. Однако действия этих корпусов не были согласованы ни между собой, ни с 8-м и 15-м механизированными корпусами, наносившими удар с юга. Единого мощного удара по группировке противника, прорвавшейся в район Луцк, Броды, Дубно, не получилось. Танковые бои были ожесточенными, но носили разрозненный характер.

С усилением группировки противника в указанном районе новыми подходившими войсками 9-й механизированный корпус отступил в леса севернее Ровно, а 19-й — к 28 июня на западную окраину Ровно. 7 июля город Ровно был оставлен, и к 9 июля дивизии 19-го механизированного корпуса отошли на рубеж р. Горынь от Тучина до Гоща.

Между тем, как указывалось выше, противник продолжал наступление в направлении Острог, Житомир.

В создавшейся обстановке, учитывая угрозу глубокого охвата главных сил Юго-Западного фронта с севера, Ставка Главного Командования приказала командующему фронтом к 9 июля отвести войска на рубеж Коростеньского, Новоград-Волынского, Шепетовского, Старо-Константиновского и Проскуровского укрепленных районов и, опираясь на них, «организовать упорную оборону полевыми войсками с выделением в первую очередь артиллерийских противотанковых средств» [Директива Ставки ГК оп/1624 от 30.6 1941 г.] Одновременно был указан промежуточный рубеж отвода войск: Сарны, р. Случь, Острог, Скалат, Чортков, Коломыя.

Командующий войсками Юго-Западного фронта 30 июня отдал армиям соответствующие приказания на отход. Войскам, утомленным тяжелыми девятидневными боями, предстояло в течение восьми дней отступить с боями на 120—200 км. Фланговые 5-я и 12-я армии должны были начать отход в ночь на 1 июля, а 6-я и 26-я армии — на сутки позже.

Период с 1 по 15 июля характеризовался общим отступлением войск Юго-Западного фронта, сопровождавшимся арьергардными боями.

Войска в этот период, кроме боевых потерь, несли большие потери в боевой технике из-за нехватки средств эвакуации и отсутствия горючего.

В период отхода стык между 5-й и 6-й армиями на острожско-житомирском направлении, где наступали два моторизованных корпуса, то есть главные силы 1-й немецкой танковой группы, оказался слабо обеспеченным.

На это направление из полосы Южного фронта был переброшен 7-й стрелковый корпус в составе двух стрелковых дивизий. Часть сил этого корпуса заняла северный сектор Новоград-Волынского укрепленного района (в районе города), а остальные силы были направлены на Острог.

4 июля восточнее Острога 7-й стрелковый корпус вступил в бой с наступавшими частями 48-го моторизованного корпуса противника и под их ударами отошел в южный сектор Новоград-Волынского укрепленного района. Первые атаки противника на Новоград-Волынский укрепленный район были отбиты, и 1-я танковая группа врага была задержана здесь на 2—3 дня. Только 7 июля 48-му моторизованному корпусу противника удалось прорваться южнее Новоград-Волынского укрепленного района, а 3-му моторизованному корпусу 8 июля овладеть Новоград-Волынским. Танковые дивизии противника заняли вечером 7 июля Бердичев, а вечером 9 июля — Житомир.