Ставка требовала немедленно продолжать наступление, но для его успеха требовалась перегруппировка сил и пополнение личного состава и материальной части. Выслушав доводы командующих фронтами, Ставка перенесла срок дальнейшего наступления на 8 дней.
Всего к началу второй фазы Белгородско-Харьковской наступательной операции в войсках Воронежского и Степного фронтов насчитывалось 50 стрелковых дивизий, 8 танковых корпусов, 3 мехкорпуса и, кроме того, 33 танковых бригады, несколько отдельных танковых полков и самоходно-артиллерийских полков. Несмотря на проведенную перегруппировку и пополнение, танковые и артиллерийские подразделения не были укомплектованы полностью. Несколько лучшим положение было у Воронежского фронта, в полосе которого ожидались более мощные контрудары немецких войск. Так, 1 — я танковая армия к началу контрнаступления имела танков Т-34 — 412, Т-70 — 108, Т-60 — 29 (всего — 549). 5-я гв. танковая армия в то же время насчитывала 445 танков всех типов и 64 бронеавтомобиля.
Наступление началось на рассвете 3 августа мощной артподготовкой. В 8 утра в наступление пошли пехота и танки прорыва. Огонь немецкой артиллерии был беспорядочным. В воздухе безраздельно господствовала наша авиация. К 10 часам передовые части 1-й танковой армии переправились через реку Ворксла. В первой половине дня пехотные части продвинулись на 5…6 км, и командующий фронтом генерал Ватутин ввел в бой главные силы 1-й и 5-й гв. танковых армий. К исходу дня части 1-й танковой армии продвинулись в глубину немецкой обороны на 12 км и подошли к Томаровке. Здесь они встретили мощную противотанковую оборону и были временно остановлены. Соединения 5-й гв. танковой армии продвинулись значительно дальше — до 26 км и вышли в район Добрая воля.
В более сложной обстановке наступали севернее Белгорода части Степного фронта. Не имея таких средств усиления, как Воронежский, его наступление развивалось медленнее, и к концу дня, даже после ввода в бой танков 1-го мехкорпуса, части Степного фронта продвинулись всего на 7…8 км.
4 и 5 августа основные усилия Воронежского и Степного фронтов были направлены на ликвидацию томаровского и белгородского узлов сопротивления. Утром 5 августа части 6-й гв. армии завязали бои за Томаровку и к вечеру очистили ее от немецких войск. Противник активно контратаковал группами по 20–40 танков при поддержке штурмовых орудий и мотопехоты, но безуспешно, К утру 6 августа томаровский узел сопротивления был очищен от немецких войск. Подвижная группа Воронежского фронта в это время продвинулась вглубь обороны противника на 30–50 км. создав обороняющимся войскам угрозу окружения.
5 августа войска Воронежского фронта завязали бои за Белгород. Войска 69-й армии вошли в город с севера. Форсировав Северный Донец, к восточным окраинам вышли войска 7-й гв. армии, а с запада Бел-юрод обходили подвижные соединения 1-го мехкорпуса. К 18 часам город был полностью очищен от немецких войск, было захвачено большое количество брошенной немецкой техники и боеприпасов.
Освобождение Белгорода и уничтожение томаровского узла сопротивления позволило наступавшим подвижным группам Воронежского фронта в составе 1-й и 5-й гв. танковых армий выйти на оперативный простор. К исходу третьего дня наступления стало ясно, что темп наступления советских войск на Южном фасе значительно выше, чем под Орлом. Но для успешного наступления Степного фронта ему не хватало танков. К концу дня по просьбе командования Степного фронта и представителя Ставки фронту было выделено для пополнения 35 тыс. человек, 200 танков Т-34, 100 танков Т-70 и 35 — КВ-lc. Кроме того, фронт был усилен двумя инженерными бригадами и четырьмя полками самоходной артиллерии
Гренадер после боя. Август 1943 г. (Фото из коллекции авторов).
After the battle. August 1943.
Штурмовое орудие StuG 40, подбитое орудием Головнева. Район Ахтырки (Фото из коллекции Г. Петрова).
The assault gun StuG 40 destroyed by Golovnev's gun. Akhtyrka region.
Советские самоходные орудия СУ-122 в наступлении на Харьков. Август 1943.
Soviet SU-122 SP guns in combat. Kharkov line of advance, August 1943.
Противотанковая пушка РаК 40 на прицепе у тягача RSO, оставленные после артобстрела под Богодуховом.
RSO tractor and PaK 40 gun destroyed near Bogodukhov.
Танки Т-34 с пехотным десантом в наступлении на Харьков.
The Т-34 with tank-borne infantry advance to Kharkov.
В ночь на 7 августа советские войска атаковали узел сопротивления немцев в Борисовке и к полудню следующего дня взяли его. Вечером наши войска взяли Грайворон. Здесь разведка донесла, что к городу движется большая колонна немецких войск. Командующий артиллерией 27-й армии распорядился выдвинуть для уничтожения колонны все имеющиеся артиллерийские средства. Более 30 крупнокалиберных орудий и дивизион реактивных миномётов неожиданно открыли огонь по колонне, в то время, как новые орудия спешно устанавливались на позициях и включались в стрельбу. Удар был столь неожиданным, что многие немецкие машины были брошены совершенно исправными. Всего в обстреле приняли участие более 60 орудий калибра от 76 до 152 мм и около 20 реактивных минометов. Более пятисот трупов, а также до 50 танков и штурмовых орудий оставили немецкие войска. По показаниям пленных, это были остатки 255, 332, 57-й пехотных и части 19-й танковой дивизии. В ходе боев 7 августа прекратила существование Борисовская группировка немецких войск.
8 августа в состав Степного фронта была передана правофланговая 57-я армия Юго-Западного фронта, а 9 августа также и 5-я гв. танковая армия. Основное направление наступления Степного фронта теперь было в обход Харьковской группировки немецких войск. Одновременно 1-я танковая армия получила приказ перерезать основные железнодорожные и шоссейные дороги, ведущие от Харькова к Полтаве, Краснограду и Лозовой.
К исходу 10 августа 1-й танковой армии удалось захватить железную дорогу Харьков — Полтава, но дальше ее продвижение на юг было остановлено. Тем не менее, советские войска подошли к Харькову на расстояние 8–11 км, угрожая коммуникациям харьковской оборонительной группировки немецких войск.
Для того, чтобы как-то поправить положение, немецкие войска 11 августа нанесли на Богодуховском направлении контрудар по частям 1-й танковой армии спешно собранной группировкой, в которую входили 3-я танковая дивизия и части танковых дивизий СС «Тотенкопф», «Дас Райх» и «Виклнг». Этот удар существенно замедлил темп наступления не только Воронежского, но и Степного фронта, так как у последнего пришлось взять часть подразделений для образования оперативного резерва. К 12 августа на Валковском направлении южнее Богодухова немцы постоянно атаковали танковыми и мотопехотными подразделениями, но решающего успеха достичь не смогли. Как не смогли вновь отбить железную дорогу Харьков-Полтава. Для усиления 1-й танковой армии, которая к 12 августа насчитывала всего 134 танка (вместо 600), на Богодуховское направление была переброшена также потрепанная 5-я гв. танковая армия, в составе которой насчитывалось 115 исправных танков. 13 августа немецкой группировке в ходе боев удалось несколько вклиниться в стык между 1 — и танковой армией и 5-й гв. танковой армией. Противотанковая артиллерия обеих армий прекратила свое существование, и командующий Воронежским фронтом ген. Ватутин принял решение ввести в бой резервы 6-й гв. армии и всю артиллерию усиления, которая развернулась южнее Богодухова.