В результате по вине неопытных экипажей и командиров первое боевое применение "Пантер" было отмечено целым рядом ошибок. В кратком отчете один из наблюдателей отмечал, что оба батальона выдвинулись к рубежам начала атаки, не получив ни от Декера, ни от Лаухерта оперативных распоряжений относительно боевой обстановки. Ротные командиры абсолютно ничего не знали о планах наступления, вышестоящим командованием не были определены ни рубежи, ни цели, ни задачи, ни боевые порядки, ни направления выдвижения наступающих частей. Выйдя из районов сосредоточения, "Пантеры" двинулись на минные поля, находившиеся под обстрелом советских противотанковых орудий и стрелковых частей с противотанковым вооружением. Новые танки понесли свои первые потери, пытаясь преодолеть противотанковый ров в районе Герцовки, выбраться с минных полей и отойти из-под огня противника (в моторизованной дивизии "Великая Германия" минами было повреждено от 25 до 36 танков, но в приданном этой дивизии 39-м отдельном танковом полку потери танков "Пантера" на минных полях оказались еще большими). Требуя движения вперед, полковник Декер направил танки через заболоченный ручей, протекавший южнее Бутова, преодолеть который с ходу так и не удалось, и саперам пришлось наводить здесь переправу в решающие часы наступления. Поскольку "Пантеры" возглавляли атаку, но все были сосредоточены на узком участке, полковник Штрахвиц не мог обойти их с дивизионным танковым батальоном, в основном укомплектованным машинами типа Pz Kpfw IV. Это привело к тому, что бывший ротный командир, капитан Зигфрид Лейк, накануне возглавивший 3-й батальон панцер-фузилерного полка, начал атаку вслед за огневым валом, но оказался без поддержки бронетехники. Лейк заколебался и на некоторое время остановил атаку, а затем ввел в бой три роты уже после окончания огневой подготовки. Благодаря этому советские войска получили необходимую им тактическую паузу боя, чтобы вернуться на свои огневые позиции, когда кратковременная огневая завеса, поставленная артиллерийской группой 48-го танкового корпуса, была снята и артиллерийский огонь переместился по целям в глубине обороны. В то же время немецкие войска остались перед "ожившими" огневыми точками неприятеля без танковой поддержки и при полном отсутствии немецкой авиации, которая в то время была целиком задействована в полосе 2-го танкового корпуса СС. В итоге менее чем за два часа боя батальон Лейка потерял более 150 солдат и офицеров убитыми и ранеными, не добившись каких-либо существенных результатов (сам капитан Зигфрид Лейк погиб через два дня, 7 июля 1943 года, в бою северо-западнее Бутова и в декабре того же года был посмертно награжден Рыцарским крестом, а командование батальоном принял капитан Герд Клипштейн (Gerd-Hans Klipstein). Прибывший на место командир панцер-фузилерного полка Эрих Кассниц был тяжело ранен артиллерийско-минометным огнем противника и выбыл из строя (7 июля 1943 года командиром полка был назначен полковник Герман Шульте -Хойтхаус (Hermann Schulte-Heuthaus), а Кассниц умер 29 июля в госпитале в городе Бреслау (полъск. Бреславль), посмертно произведен в звание генерал-майора).
Вследствие задержки в овраге ручья Березовый пехота и танки дивизии "Великая Германия", потерявшие темп наступления, оказались под ударами советской штурмовой и бомбардировочной авиации. Утром 5 июля в районе Бутова группа самолетов-штурмовиков под управлением командира эскадрильи старшего лейтенанта Александра Добкевича (из состава 61-го штурмового авиационного полка 291-й штурмовой авиационной дивизии полковника Андрея Витрука) атаковала задержавшиеся при выходе к месту боя танковые колонны 39-го танкового полка и нанесла им серьезный урон, применив новые виды противотанкового вооружения: 132-мм реактивные осколочно-фугасные снаряды РОФС-132 (прямым попаданием выводили из строя любую немецкую бронетехнику), а также противотанковые авиационные бомбы ПТАБ-1,5 и ПТАБ-2,5 (кумулятивные бомбы весом по 1,5 или 2,5 кг, размещались в кассетах на 192 или 220 штук и при сбрасывании одним самолетом с горизонтального полета на скорости 340-360 км/ч и высоте около 200 м гарантированно поражали любую бронированную цель размером свыше 15 кв. м в полосе 190-210 м). По информации В. Горбача, в ходе 29 боевых вылетов экипажам 61-го и 617-го штурмовых авиационных полков 291-й дивизии удалось уничтожить 30 единиц бронетехники и 18 автомашин.
В 12 часов начальник оперативного отдела штаба дивизии "Великая Германия" подполковник Ольдвиг Натцмер (Oldwig Natzmer) направил командованию 10-й танковой бригады приказ наступать на Бутово при поддержке двух пехотных батальонов, однако выполнение приказа вновь было сорвано из-за остановки перед противотанковым рвом, причем застрявшие танки затруднили развертывание пехоты. К 16:30, через 10 часов после начала атаки, головные колонны 10-й танковой бригады все еще находились у противотанкового рва, через который начали переправляться только в 17:30 по вспомогательному мосту.
В итоге два танковых батальона "Пантер" под управлением штаба 10-й танковой бригады полковника Декера действовали так неумело, что им не только не удалось в первые часы атаки добраться до вражеских позиций или пересечь противотанковый ров на рубеже советской линии обороны, но, более того, они еще и задержали ввод в бой пехотных батальонов. Тогда от командования 48-го танкового корпуса поступило распоряжение перенести всю силу танкового удара для поддержки более успешного наступления на правом фланге дивизии "Великая Германия". Поскольку координация действий между дивизией "Великая Германия" и 10-й танковой бригадой оказалась временно нарушена из-за отсутствия связи со штабом бригады (в штабе не хватало аппаратуры связи и бронированных командирских машин), то полковник Штрахвиц взял командование на себя, не выходил на связь с Декером и действовал независимо, а после боя подал жалобу, так что днем 6 июля генерал Кнобель-сдорф лично отстранил Декера от командования на четыре дня, оставив "Пантеры" в распоряжении дивизии "Великая Германия". Однако развитию операции уже был нанесен непоправимый ущерб.
На правом фланге дивизии наступление панцер-грена-дерского полка под командованием подполковника Карла Лоренца (Karl Lorenz) в направлении на Черкасское проходило в соответствии с основными тактическими канонами и оказалось успешнее, хотя южнее Черкасского подступы к переднему краю преграждали минное поле и противотанковый ров, а юго-западнее проходил стык между 67-й и 71-й гвардейскими стрелковыми дивизиями 6-й гвардейской армии, для прикрытия которого только со стороны 71-й дивизии использовались две батареи полевой и полковой артиллерии, две батареи 82-мм минометов, 11 противотанковых орудий, 14 противотанковых ружей, 3 станковых и 9 ручных пулеметов. Тем не менее к 11 часам немецким гренадерам вместе с боевой группой 11-й танковой дивизии, которой управлял командир 15-го танкового полка дивизии майор Теодор Шиммельманн (Theodor Schimmelmann), удалось прорваться из района восточнее Бутова и выйти юго-восточнее Черкасского. Задействованные здесь дивизион штурмовых орудий и рота танков "Тигр" дивизии "Великая Германия" прибыли своевременно, что позволило 1-му батальону панцер-гренадерского полка под командованием майора Эриха Ремера (Erich Remer) продвигаться вслед за огневым валом. Второй танковый батальон дивизии оставался на таком удалении, чтобы не создавать на участке прорыва избыточной концентрации бронетехники, но сохранять возможность поддержать наступление на Черкасское при прорыве первой линии обороны противника. Этот тактический успех еще раз подчеркивает ошибочность решения сосредоточить большое количество танков на узком левофланговом участке наступления.
После прорыва через передний край, обеспеченного поддержкой боевой группы 111-го панцер-гренадерского полка 11 -й танковой дивизии под командованием полковника Ганса Бользена (Hans Boelsen), усиленного 911-м батальоном штурмовых орудий подполковника Георга Вильгельма (Georg Wilhelm, погиб в бою 7 августа 1943 года), обход Бутова позволил окружить оборонявшиеся там советские части - стрелковый батальон и истребительно-противотанковый артиллерийский дивизион 496-го артиллерийского полка (дивизионом командовал капитан Михаил Макарычев, который в августе 1943 года стал командиром 496-го истребительно-противотанкового артиллерийского полка и в 1944 году награжден званием Героя Советского Союза). В то же время тяжелые бои завязались вокруг противотанкового опорного пункта в селе Черкасское, на глубине 6-7 км от переднего края, где совместно с частями дивизии "Великая Германия" атаковал 110-й панцер-гренадерский полк 11-й танковой дивизии под командованием полковника Альберта Хенце (Albert Henze).
Воспользовавшись промедлением немцев, командующий
6-й гвардейской армией генерал Чистяков срочно выдвинул на атакованный участок главной полосы обороны вначале один, а затем и оба других полка 27-й истребительно-противотанковой артиллерийской бригады из армейского противотанкового резерва (весь резерв был разбит на четыре группы, располагавшиеся на удалении от 2 до 18 км от переднего края, по одной группе на каждую дивизию первого эшелона), так что в полосе обороны 67-й гвардейской стрелковой дивизий оказалось сосредоточено свыше 140 противотанковых орудий. Опорный пункт в Черкасском обороняли батальон 196-го гвардейского стрелкового полка при поддержке полковой артиллерии и 611-го истребительнопротивотанкового артиллерийского полка. Только к 21 часу 5 июля, после сосредоточенного бомбо-штурмового удара по узкому участку местности шириной около 2 км между Коровином и Черкасским, боевые группы 11-й танковой дивизии и дивизии "Великая Германия" окружили Черкасское, атаковали его с северо-востока и юго-запада и к 24 часам овладели населенным пунктом, применив против обороняющихся огнеметные танки. В результате в районе Бутово-Черкасское были окружены основные силы 196-го гвардейского стрелкового полка 67-й стрелковой дивизии, которым командовал гвардии полковник Василий Божанов (по утверждению И. Маркина, гарнизон опорного пункта был своевременно отведен на заранее подготовленный рубеж севернее Черкасского). Для того чтобы приостановить продвижение противника, командующий 23-м гвардейским стрелковым корпусом генерал Павел Вахрамеев (ранее командир
23-й стрелковой дивизии, преобразованной в 71-ю гвардейскую стрелковую дивизию) спешно направил в район Черкасского бронетанковые части: подразделения 245-го отдельного танкового полка под командованием подполковника Матвея Акопова, батареи 1440-го самоходного и 1837-го истребительно-противотанкового артиллерийских полков. В свою очередь, полковник Баксов приказал командирам частей 67-й гвардейской стрелковой дивизии отходить на отсечной рубеж Завидовка-Триречное, куда выдвигался дивизионный 73-й гвардейский отдельный истребительно-противотанковый дивизион.
В то же время в полосе западнее дивизии "Великая Германия" в направлении от Герцовки на Коровино атаковала боевая группа 3-й танковой дивизии генерала Франца Вест-ховена (Franz Westhoven), включавшая подразделения 394-го панцер-гренадерского полка и танковый батальон 6-го танкового полка. Удар 3-й танковой дивизии был нанесен на стыке 67-й и 71-й гвардейских стрелковых дивизий 6-й гвардейской армии, на участке левофлангового 210-го гвардейского стрелкового полка 71-й дивизии, которым командовал гвардии подполковник Дмитрий Воронкин. Боевая группа
3-й танковой дивизии под управлением командира 394-го панцер-гренадерского полка полковника Гюнтера Папе (Gunther Pape) успешно преодолела минное поле по заранее проделанным проходам, но встретилась с огнем прямой наводкой, который вели батареи 868-го истребительно-противотанкового артиллерийского полка, занимавшие противотанковый опорный пункт на южной окраине деревни Коровино. Атака приостановилась, но тогда немецкие командиры приняли решение развернуть часть боевой группы - до 20 танков и батальон пехоты - на восток, для продолжения наступления вдоль позиций 1-го и 2-го батальонов 210-го стрелкового полка. Эта группа фланговым огнем постепенно уничтожила огневые точки русских на первой позиции главной полосы обороны и позволила основным силам дивизионной боевой группы обойти Коровино с востока. Оборонявший деревню 3-й батальон 210-го стрелкового полка оказался в полуокружении. Атаковав этот населенный пункт с юга и востока, немецкие гренадеры вытеснили батальон из деревни и около 18:30 5 июля овладели Коровином. Немедленной контратакой резервных подразделений 210-го гвардейского полка противник в 19 часов был частично вытеснен из деревни, но полковник Папе ввел в бой еще два батальона и 20 танков, и к исходу дня немцы вновь полностью заняли Коровино. Остатки полка гвардии подполковника Воронкина отошли на Красный Починок.
Таким образом, боевая группа 3-й танковой дивизии выбила противника из опорного пункта в деревне Коровино и отразила ряд контратак, в которых участвовало до 7 танков противника, после чего в прорыв вошла вторая боевая группа - 3-й панцер-гренадерский полк подполковника Эрнста Веллмана (Ernst Wellmann) и второй танковый батальон 6-го танкового полка продвинулись до села Красный Починок, на глубине около 5 км от переднего края. Поскольку в бою 5 июля полковник Гюнтер Папе был ранен, управление дивизионной боевой группой принял командир 6-го танкового полка 3-й танковой дивизии подполковник Густав Шмидт-Отт (Gustav-Albrecht Schmidt-Ott), а командование 394-м панцер-гренадерским полком впоследствии было передано подполковнику Вильгельму Бейерману (Wilhelm Beuermann). С другой стороны, глубокий прорыв противника вынудил полковника Сивакова отвести основные силы 71-й гвардейской стрелковой дивизии на вторую и третью линии главной полосы обороны и усилить левый фланг, отошедший к рубежу на реке Пене, чтобы предотвратить расширение вражеского вклинения в западном направлении.
Немецкая 332-я пехотная дивизия 52-го армейского корпуса получила первоначальную задачу выдвинуться уступом за левым флангом 3-й танковой дивизии, обеспечивая западный фланг 48-го танкового корпуса.
Выполняя задачу, командир 332-й пехотной дивизии генерал Ганс Шефер (Hans Schaefer) предпринял частную атаку в центре участка обороны 71 -й стрелковой дивизии полковника Сивакова. Около 6:30 (по московскому времени) до двух рот 676-го гренадерского полка 332-й дивизии при поддержке артиллерии атаковали высоту с тремя курганами, обороняемую подразделениями 2-го стрелкового батальона 213-го гвардейского стрелкового полка. В течение 10 часов боя высота несколько раз переходила из рук в руки. В 16 часов, получив данные о продвижении соседних дивизий на других участках, генерал Шефер подтянул еще до батальона пехоты, который атаковал позиции 3-го батальона 213-го гвардейского полка. Немцам удалось ворваться в первую траншею, но развить успех в направлении села Дмитриевка помешала контратака, организованная командиром полка гвардии майором Александром Турпановым, который подтянул к месту боя свой личный резерв - две роты автоматчиков (майор Турпанов погиб в бою 3 августа 1943 года, в первый день наступления войск Воронежского фронта на Белгород и Харьков).
На участке правофлангового 219-го гвардейского стрелкового полка 71-й стрелковой дивизии (под командованием гвардии майора Михаила Саутиева) и 100-й стрелковой дивизии 40-й армии части немецкой 255-й пехотной дивизии 5 июля активности не проявляли. В первый день операции "Цитадель" артиллерия 255-й дивизии генерала Вальтера Поппе (Walter Рорре) была почти полностью задействована для обеспечения наступления 3-й танковой дивизии и дивизии "Великая Германия".
Два гренадерских полка 167-й пехотной дивизии генерала Вольфа Триренберга (Wolf-Giinther Trierenberg) прикрывали правый фланг 48-го танкового корпуса, наступая вдоль западного берега реки Ворсклы и поддерживая соприкосновение с третьим полком дивизии, который должен был обеспечить продвижение левого фланга эсэсовского танкового корпуса по восточному берегу этой реки.