Командующий 2-й ВА генерал Степан Красовский был обязан силами 291-й штурмовой и 202-й бомбардировочной авиадивизий содействовать наступлению 40-й и 27-й армий; силами 5-го шак обеспечить поддержку 1-й и 5-й гвардейской танковых армий; немедленно организовать подготовку аэродромов и не допустить отставания истребительной авиации от линии стрелковых войск на расстояние далее 25 км.
Непосредственно для ликвидации томаровско-борисовской группировки противника командование ВорФ решило использовать 23-й гв. ск 6-й гв. А; 32-й гв. ск 5-й гв. А, усиленный 100-й тбр 31-го тк 1-й ТА; части 5-го гв. Сталинградского тк, находившегося в распоряжении командования 1-й ТА; 163-ю сд 27-й А – с задачей организовать наступление на Хотмыжск и содействовать 23-му гв. ск 6-й гв. А в уничтожении окруженного противника.
Соответственно, сразу после получения приказа в ночь с 5 на 6 августа генерал Жадов приказал командующему 32-го гв. ск генералу Родимцеву форсированным маршем направить в район Головчино 13-ю гв. сд (дивизия в этот момент выдвигалась из района Гомзино в западном направлении), усиленную танковым батальоном, чтобы не допустить прорыва противника на юго-запад в полосе железной дороги и шоссе Борисовка – Грайворон [756] . Получив новый приказ, командир 13-й гв. сд генерал Глеб Бакланов выслал вперед сводный отряд в составе стрелкового батальона, усиленного ротой танков (11 боевых машин), артиллерийским дивизионом, истребительно-противотанковой батареей и саперной ротой, во главе с командиром стрелкового батальона капитаном Петром Мощенко (Петр Георгиевич Мощенко погиб в январе 1944 года в боях под Кировоградом). Отряд скрытно подошел к станции Хотмыжск и к 18 часам 6 августа овладел станцией атакой с ходу, причем в этом бою был разгромлен пехотный батальон 255-й дивизии противника, подбито более 10 танков, захвачено 5 железнодорожных эшелонов с военным имуществом (315 вагонов) и несколько крупных складов с боеприпасами и продовольствием [757] . Под прикрытием передового отряда части 13-й гв. сд к исходу 6 августа вышли на рубеж Березовка – южная и западная окраины Головчино, блокировав железную дорогу и шоссе Борисовка – Грайворон. Командующий 1-й ТА генерал Катуков выдвинул на помощь войскам 5-й гв. А части 5-го Сталинградского гв. тк – по приказу генерала Кравченко 21-я гв. тбр под командованием гвардии полковника Кузьмы Овчаренко заняла позиции в районе Головчино.
В то же время левофланговая 163-я сд 27-й А, переданная в распоряжение 23-го гв. ск генерала Таварткиладзе, наступала в юго-восточном направлении, овладела поселком Хотмыжск (10 км севернее Головчино) и вышла на подступы к Головчино с северо-запада, а две правофланговые стрелковые дивизии 32-го гв. ск 5-й гв. А – 66-я и 97-я гвардейские дивизии – продвинулись к восточной и южной окраинам Борисовки. При этом части 97-й гв. сд под командованием гвардии полковника Ивана Анциферова блокировали дорогу Борисовка – Головчино в районе Новоборисовки (Ново-Борисовка). Основные силы 22-го гв. ск 6-й гв. А, наступавшие с рубежа Зыбино – Томаровка – 67-я и 71-я гвардейские стрелковые дивизии, – к исходу дня вышли на рубеж Крюково – северо-восточная опушка лесного массива Заповедник, а части 51-й и 52-й гвардейских стрелковых дивизий 23-го гв. ск армии, наступающие вдоль реки Ворскла, заняли Березовку и подошли к северо-восточной окраине Борисовки.
Учитывая сложившуюся ситуацию, командующий 27-й армией генерал Трофименко решил, что в создавшейся обстановке следует ввести в сражение главные силы 4-го гв. Кантемировского тк и завершить прорыв второй полосы обороны противника на участке западнее Ивановской Лисицы. С выходом в оперативную глубину танковый корпус должен был овладеть Грайвороном, чтобы полностью блокировать томаровско-борисовскую группировку и обеспечить ее уничтожение. В свою очередь, командующий танковым корпусом генерал Полубояров принял решение силами передовой 14-й гв. тбр сковать противника на занимаемом рубеже, а главными силами —12-я танковая и 3-я мотострелковая гвардейские бригады – в тесном взаимодействии со стрелковыми соединениями 27-й А прорвать оборону противника, ввести в прорыв резерв корпуса и развивать стремительное наступление на Грайворон.
Соответственно, наступление основных сил 27-й А возобновилось ранним утром 6 августа, и к исходу дня 12-я танковая и 3-я мотострелковая гвардейские бригады 4-го гв. Кантемировского тк, которыми командовали гвардии полковники Николай Душак и Михаил Леонов (Михаил Павлович Леонов), завершили прорыв тактической зоны обороны противника. Для развития наступления в образовавшийся прорыв была введена 13-я гв. тбр под командованием гвардии полковника Леонида Баукова, за которой последовали и главные силы корпуса. Продвигаясь по проселочным дорогам в тылу вражеских войск, передовой отряд бригады Баукова поздним вечером 6 августа достиг села Замостье, где встретил сопротивление отряда прикрытия из состава 11-й немецкой тд, который должен был задержать советские войска на подступах к Грайворону – важному узлу дорог северо-восточнее Ахтырки. В сложившейся обстановке полковник Бауков решил под прикрытием головной походной заставы развернуть бригаду, с ходу овладеть Замостьем и, захватив в этом районе единственную переправу через Ворсклу, под покровом темноты переправить танки по мосту и разгромить противника в Грайвороне. Боевые задачи были поставлены по радиосвязи, и вскоре подразделения бригады перешли в атаку. На направлении главного удара действовал танковый батальон, усиленный подразделениями автоматчиков и противотанковой артиллерией, причем отряд автоматчиков был направлен к мосту в обход, по лесной дороге. Внезапной атакой танков и автоматчиков мост был захвачен, и по нему незамедлительно переправился передовой танковый батальон, а за ним и главные силы бригады. Пройдя Замостье, советские танки вышли на северо-западную окраину Грайворона и завязали уличные бои.
С выходом советских войск к Хотмыжску, Березовке, Головчино и Грайворону группировка войск немецкой 4-й ТА, включавшая части трех пехотных (57, 255, 332-я) и одной танковой (19-я) дивизий со средствами усиления, которая, по некоторым данным [758] , насчитывала около 20 тыс. человек личного состава и до 100 боеготовых танков и САУ, оказалась в окружении в районе Томаровка – Борисовка – Головчино.
По утверждению генерала Эрхарда Рауса [759] , 5 августа 19-я и 6-я танковые дивизии 48-го тк предприняли попытку скоординированного встречного удара по флангам 1-й и 5-й гвардейской танковых армий ВорФ с целью закрыть прорыв на участке от Томаровки до Белгорода и блокировать продвигавшиеся в тыл 4-й ТА подвижные соединения противника. Однако к началу атаки в составе двух этих дивизий оставалось всего 12 боеготовых танков, поэтому 19-я тд в результате попала в окружение, а 6-я тд была отброшена в полосу 11-го ак оперативной группы «Кемпф».
В связи с этим генерал Густав Шмидт, осуществлявший оперативное руководство действиями томаровско-борисовской группировки немецких войск, утром 6 августа получил от командования 48-го тк задачу как можно быстрее отвести все свои силы на юго-запад, заняв промежуточный оборонительный рубеж в районе Грайворона и обеспечив развертывание прибывающей мд «Великая Германия» на линии Грайворон – Ахтырка [760] . Однако организовать отступление в течение 6 августа генералу Шмидту так и не удалось.
В 2 часа ночи 7 августа части 66-й и 97-й гвардейских стрелковых дивизий 32-го гв. ск 5-й гв. А атаковали Борисовку с востока, юго-востока и юга и выбили немцев из этого опорного пункта. Ошеломленные внезапной ночной атакой, немцы частью сил отошли в лесной массив Заповедник и урочище Куроедское, где они были атакованы и уничтожены войсками 6-й гвардейской и 27-й армий, а главными силами прорвались через заслоны 97-й гв. сд 5-й гв. А и сосредоточились в районе Зозули – Никольский – Головчино. В сложившейся обстановке генерал Шмидт принял решение всеми силами немедленно пробиваться на юг, используя промежутки в кольце окружения, еще не занятые советскими войсками, а сам со своим штабом направился в совхоз «Березовский» (в районе Березовки), куда уже выдвинулся штаб 13-й гв. сд генерала Бакланова, так что в совхозе произошел ночной бой между советскими и немецкими штабными подразделениями [761] .