“击溃和消灭沃罗涅日地区，它的南面，以及顿河西面和北面的俄国军队”看作是希特勒军队的主要目标之一。6月初，为了贯彻上述指令，法西斯德国统帅部拟定了在沃罗涅日和坎捷米罗夫卡方向实施进攻战役的计划。这些战役的实施，应该是敌人所计划的1942年夏季攻势的人规模进攻的开始。
敌军沿向心方向（从库尔斯克东北地区向沃罗涅日和从沃尔昌斯克地区向奥斯特罗戈日斯克）实施两个突击来完成对沃罗涅日的突破。在这次进攻战役过程中，敌人企图消灭沃罗涅日方向上的苏联防御军队，前出到沃罗涅日到新卡利特瓦这一段的顿河，井在顿河左岸夺取登陆场。前出到沃罗涅日后，敌人的快速兵团应沿顿河转向南，向西南方面军的后方——坎捷米罗夫卡方向实施突击。同时，在斯拉维扬斯克、阿尔莫夫斯克、克拉马托尔斯克地区集结的敌军集团，应在西南方面军和南方面军的接合部实施突破，并向坎捷米罗夫卡发展突击，完成对西南方面军主要兵力的合围，在斯大林格勒和北高加索两个方向上发展胜利。
在西南方向上准备进攻时，德国最高统帅部决定把“南方”集团军群划编为由利斯特元帅指挥的“A”集团军群（其编成内有德国坦克第1集团军，野战第17和11集团军以及意大利第8集团军，向高加索方向实施突击）和由冯·博克元帅指挥的“Б”集团军群（其编成内有德国坦克第二集团军、野战第2和6集团军以及匈牙利第2集团军，向斯大林格勒实施突击）。
夏季一开始，苏联最高统帅部大本营愈来愈注意观察西南方向上正在形成的局势。斯大林和华西列夫斯基与西南方面军军事委员会6月20日的通话记录可以证实这一点。
华西列夫斯基说：“斯大林同志马上要讲话。大本营要求你们简要地报告一下情况。你们对截获的德国文件有什么看法，以及你们认为当前所必须采取的措施是什么。”
铁木辛哥报告说，截获的敌人文件是无可怀疑的。文件是由几名军官乘战斗机护送的。飞机是由于天气不好，迷失了方向，飞入军队高射炮兵的火力因而被击落的。有两名军官；一名是飞行员，在飞机坠毁时被烧死，另一名活着的少校军官企图销毁文件并躲藏起来，在对射时被击毙。他接着说道：“据我们估计，敌人的企图可归结如下：敌人企图打败我们翼侧的各集团军，而后从瓦卢伊基——库皮杨斯克一线威胁我方部队。”
斯大林走到电话机旁，说：“首先，尽力保守我们截获了这一命令的秘密。第二，所截获的命令可能只暴露了敌人作战计划的一部分。可以认为，其他战线也会有类似的计划。我们认为，德国力图在战争一周年的时候搞出点什么名堂，并把他们的战役安排在这一天实施。”
这里提到的敌人进攻的时间整整相差6天，但苏联统帅部始终未能获悉希特勒匪徒的主要意图。
1942年６月底，敌人在库尔斯克至塔甘罗格地带集结了9万名官兵，1260辆坦克、1万7千多门火炮和迫击炮，1640架作战飞机。这个集团的编成内拥有的步兵和骑兵占当时敌人集中在苏德战场上的约百分之三十七，坦克和摩托化兵团占百分之五十多。在库尔斯克以东、哈尔科夫东北和顿巴斯，集结了敌人几个强大的突击集团。在这些集团正面占领防御阵地的是苏联的布良斯克、西南和南方三个方面军（方面军司令员分别是Ф·П戈利科夫中将、苏联元帅铁木辛哥和Ｐ·Я·马利诺夫斯基中将），它们拥有的人数和坦克大约与敌人相同，但是飞机和火炮大大少于敌军。
苏德战场南段总的力量对比有利于敌人。苏联军队在克里木和哈尔科夫地区遭受了很大伤亡之后，还没来得及得到补充和休整，还未能巩固新的防御地区。西南方向上的预备队在艰苦的5月和6月战斗中基本上消耗殆尽。1942年6月底西南方向上的苏联军队的力量是薄弱的。在主要突击方向上，敌人比苏联军队占有极大的数量优势。希特勒大本营从东晋鲁士迁到乌克兰的文尼察地区。
敌人未能按照预定期限准时地完成突击集团兵力的集结。原定于6月１５日在沃罗涅日方向实施的进攻推迟到18日，接着又改在6月27日，后来又推迟了一天。战役开始日期一再推迟是塞瓦斯托波尔战斗行动拖得太长的结果，当时第4航空队相当大的一部分飞机都在那里作战。
6月28日清晨，组成“魏克斯”集团军群的敌3个集团军（德国野战第2集团军和坦克第4集团军及匈牙利第2集团军），在炮火和航空兵火力准备之后，对布良斯克方面军左翼部队展开了进攻。敌军集团的主要兵力，其中包括坦克第4集团军，在库尔斯克—沃罗涅日铁路线以北实施突击。在第一梯队实施进攻的有7个步兵师、3个坦克师和3个摩托化师。支援地面部队的是第4航空队。
在敌主要突击方向上进行防御的第一梯队是第13集团军（司令员Ｈ·П·普霍夫少将）的两个步兵师和第40集团军（司令员Ｍ·Ａ·帕尔谢戈夫炮兵中将）的一个师。在敌人优势兵力的猛攻下，苏联军队的防御被突破，7月2日日终前，敌人的快速兵团前出到了卡斯托尔诺耶——旧奥斯科尔铁路一线。最高统帅部大本营和布良斯克方面军首长为加强防彻虽然采取了措施，但是未能改变总的情况和阻止敌军的推进。这时，敌人在南面已取得了初步的胜利。
6月30日，德国第6集团军的突击集团从沃尔昌斯克地区转入向奥斯特罗戈日斯克进攻，突破了西南方面军右翼的第2l集团军（司令员B·H·戈尔多夫少将）和第28集团军（司令员Д·Ｎ·里亚贝舍夫中将）的防御。这样一来，敌人凭借优势兵力，特别是坦克、炮兵和飞机方面的优势，在布良斯克方面军左翼和西南方面军右翼突破了防御。敌军的总的推进方向是指向沃罗涅日和旧奥斯科尔。
副总参谋长Ｈ·Ф·瓦图京中将于7月2日16时5分向西南方面军司令员、苏联元帅铁木辛哥转达了最高统帅斯大林的命令：
“敌人在你方正面突过了奥斯科尔河，并正在河东岸西南方面军的后方集结兵力。这无论对西南方面军，还是对布良斯克方面军，都构成了一个致命的危险。请你们采取一切必要的措施消灭这些突入的敌人。报告你们采取了哪些措施。”
对当时战局的发展，Ａ·Ｍ·华西列夫斯基这样讲道：“7月2日日终前，沃罗涅日方向的情况急剧恶化。在布良斯克方面军和西南方面军的接合部上的防御已被突破，敌深入纵深达80公里。该方向上的两个方面军的预备队都投入了战斗。形成了敌突击集团突向顿河和夺取沃罗涅日的明显威胁。为了防止敌人强渡顿河和阻止其继续推进，大本营从自己的预备队中抽调两个诸兵种合成集团军交给布良斯克方面军司令员，命令将它们展开在顿河右岸的扎顿斯克、巴甫洛夫斯克地段。同时，将坦克第5集团军转归该方面军指挥，以便和该方面军的坦克兵团一起向进攻沃罗涅日的德军翼侧和后方实施反突击。
7月2日夜间，坦克第5集团军所属各坦克军在耶列茨以南地区集结完毕。如果坦克第5集团军从这个地区向在沃罗涅日方向突向顿河的敌坦克集团的翼侧和后方实施迅速果敢的突击，局势就会骤然发生对我方有利的变化。况且，这个敌军集团的主要兵力正在与我军作战，并且遭到了相当大的伤亡，它在沃罗涅日西北和南面宽大的正面上又拉得过长。”
但坦克集团军在7月3日一天中没有从方面军首长那里接受到任务。第二天A·M·华西列夫斯基自己来到Ａ·Ｎ·利久科夫将军指挥所下达了任务。他决定该集团军用全部兵力向顿河以西的泽姆良斯克、霍霍尔（在沃罗涅日西南30公里）总方向实施突击，切断在沃罗涅日方向突向顿河的敌坦克集团军的交通线，同时攻入敌人后亢破坏敌人渡过顿河。
前出到泽姆良斯克、霍霍尔地区后，坦克第5集团军理应协助第40集团军左翼部队经戈尔舍奇诺耶、旧奥斯科尔撤向沃罗涅日。
A·M·华西列夫斯基写道：“正如战局的尔后发展情况表明，坦克第5集团军没有完成下达的任务，其原因是集团军首长未能及时组织集团军投入战斗，缺少方面军加强兵器（炮兵和航空兵）的必要支援；对各坦克军的行动指挥不够得力；方面军首长和司令部对集团军帮助太少且指挥不当。”
集团军首长未能迅速组织对在沃罗涅日方向行动的敌突击集团的翼侧和后方实施强有力的突击，也没有击溃该集团。但坦克第5集团军的作战行动延续到7月8日毕竟牵制了敌坦克集团的很大一部分兵力。这些天的军事行动，减轻了布良斯克方面军部队组织沃罗涅日防御的压力。
为稳住沃罗涅日方向上的局势，大本营决定把布良斯克方面军改编为两个独立的方面军。自1942年5月起担任副总参谋长的Ｈ·Ф·瓦图京中将被任命为新的沃罗涅日方面军司令员，7月14日开始指挥该方面军。布良斯克方面军司令员暂时任命Ｈ·Ｅ·奇比索夫将军担任，后来K·K·罗科素夫斯基将军接替了他。
在沃罗涅日方向进攻的德国坦克第4集团军的部队进抵顿河上游地区，并突入了沃罗涅日地区；在该城的郊区和街巷里展开了顽强的战斗。希特勒匪徒攻占了半个城市，但未能扩张战果，他们遇到了苏联军队有组织的抵抗。正如上面已援引过的A·M·华西列夫斯基元帅的那段回忆所指出的，在顿河沿岸扎顿斯克至巴甫洛夫斯克地段上，占领防御阵地的是从最高统帅部大本营预备队新调来的两个集团军。同时，从方面军右翼调到耶列茨以南地区的布良斯克方面军的快速兵团，向在沃罗涅日方向上进攻的敌军集团的翼侧和后方实施了反突击。希特勒统帅部不得不从主要突击方向抽调坦克第