Наступление войск 3-й и 63-й армий БрФ также началось с разведки боем силами отдельных батальонов. В ночь на 11 июля, в момент последних приготовлений, было получено распоряжение командующего фронтом, в котором 3-й и 63-й армиям указывалось: 11-го числа провести разведывательные действия на участке намеченного прорыва с задачей захватить первую линию траншей противника на переднем крае и, удерживая их за собой, обеспечить атаку главных сил на следующее утро; боем установить, не отнесен ли противником передний край обороны в глубину, и если отнесен, то на какой рубеж. Это делалось в соответствии с указаниями Верховного главнокомандующего, которые поступили командующим фронтами в декабре 1942 года в связи с тем, что в условиях массированного артиллерийского обстрела с использованием реактивных снарядов противник изменил свою оборонительную тактику – стал оставлять на переднем крае только боевое охранение, а сам передний край обороны относить в глубину. Новой тактике немцев Сталин требовал противопоставлять контртактику проведения разведки боем отдельными батальонами за два дня до начала операции, с целью вскрытия переднего края обороны, чтобы напрасно не израсходовать боеприпасы.
Для выполнения поставленной задачи от каждой дивизии первого эшелона обеих армий были выделены наиболее подготовленные стрелковые батальоны (по одному от дивизии, с 3–5 танками каждый), которые с наступлением темноты выдвинулись к переднему краю и изготовились к атаке. В 11.50 утра 11 июля, после огневого налета артиллерии и залпа гвардейских минометных частей, эти батальоны атаковали передний край противника. Батальон 3-й А, наступавший южнее Малого Измайлова, понес большие потери от флангового огня противника и отошел в исходное положение. Другой батальон под прикрытием сильного огня артиллерии продвинулся вслед за танками и захватил первую траншею противника западнее Вяжи. Южнее батальоны стрелковых дивизий 63-й А не смогли достигнуть немецких траншей и вынуждены были отойти в исходное положение. В целом разведывательные батальоны обеих армий, несмотря на сильную поддержку, оказанную им огнем артиллерии и минометов, не смогли полностью выполнить поставленной им задачи. Однако проведенная разведка подтвердила, что немецкие войска занимают и прочно обороняют первую траншею и не изменили группировки своих сил, что позволило эффективно использовать огонь артиллерии и авиации для последующей поддержки наступления. Вместе с тем генерал Горбатов заметил, что такой способ разведки он ненавидел "…всеми фибрами души", и не только потому, что батальоны несли при этом большие потери, но и потому, что подобные вылазки настораживали противника, побуждали его заранее принять меры против возможного наступления.
Боевой порядок ударной группы 3-й А командующий генерал Горбатов построил в два эшелона: в первом эшелоне 235-я и 380-я стрелковые дивизии, а во втором 308-я сд, которую предполагалось ввести в бой утром второго дня наступления. Первый эшелон усиливался двумя тп, иптап и сап. Наступление обеспечивали 20-я артдивизия прорыва РГК и три отдельных артполка.
Боевой порядок ударной группы 63-й А строился в два эшелона: в первом эшелоне три стрелковые дивизии со средствами усиления (129, 287 и 348-я дивизии), во втором – еще три стрелковые дивизии (5, 250 и 397-я дивизии). Действия первого эшелона ударной группы поддерживали соединения 2-го акп РГК под командованием генерала Михаила Барсукова (13-я и 15-я артдивизии прорыва – 10 артиллерийских и 2 минометные бригады, 3-я гв. тяжелая миндивизия – 3 гвардейские минбригады), а также основные силы 15-й ВА, на которую была возложена задача обеспечить прорыв обороны противника смежными флангами 3-й и 63-й армий, надежно подавив узлы сопротивления и опорные пункты противника в районах Евтехов, Ивань, Матвеевский – Прогресс, Малиновец, Хмелек – Сетуха и Казарь. В ночь на 12 июля авиация дальнего действия и бомбардировочные части 15-й ВА совершили более 600 самолето-вылетов, в ходе которых сбросили на объекты главной полосы обороны противника до 550 тонн бомб.
В 4 часа утра 12 июля артиллерийские группы 3-й и 63-й армий начали артиллерийское наступление – свыше 2 тыс. орудий и минометов открыли сильный огонь по расположению первых и вторых траншей противника перед фронтом прорыва. По информации штаба 3-й А, система огня противника была полностью нарушена, его живая сила на переднем крае уничтожена, а высокая плотность орудий, выделенных для стрельбы прямой наводкой, – 95 стволов на километр фронта прорыва, обеспечила разрушение большей части инженерных сооружений первой позиции главного рубежа вражеской обороны. Прикрываясь огнем артиллерии и бомбо-штурмовыми ударами авиационных соединений 15-й ВА (в ходе авиационной подготовки 89 самолетов-штурмовиков 3-го шак генерала Михаила Горлаченко сбросили на вражеские позиции 500 фугасных и свыше 3 тыс. осколочных бомб), а также выставленной самолетами дымовой завесой (для введения противника в заблуждение дымовые завесы были подняты и в полосе тех дивизий 3-й А, которые оставались в обороне, – 269, 283, 342-я стрелковые дивизии), передовые стрелковые части 3-й А перешли вброд реку Зуша и к 5.30 приблизились к немецким траншеям. В 5.40 последовал огневой налет гвардейских минометных частей, служивший одновременно сигналом для атаки, после которого двинулись в наступление первые эшелоны ударных группировок 3-й и 63-й армий – по две стрелковые дивизии (287-ю сд из первого эшелона генерал Колпакчи решил ввести в бой позднее, в зависимости от развития атаки) с приданным каждой дивизии отдельным танковым полком штатной численностью 32 танка типа Т-34 и 9 танков типа Т-70 (согласно немецким данным, в первом эшелоне действовали пять советских стрелковых дивизий при поддержке 150–200 танков).
На правом фланге участка наступления 3-й А части 235-й сд полковника Филиппа Ромашина прорвали вражескую оборону на рубеже Малое Измайлово – Вяжи, на стыке позиций 56-й и 262-й немецких пехотных дивизий, и к 11 часам овладели высотой 246,7 (1 км севернее села Ивань). Однако 114-й тп задержался с переправой через реку Зуша в районе одного километра западнее Малого Измайлова, так как после прохода 5 танков по заранее укрепленному броду он был разрушен и полк в течение шести часов выходил к другой переправе у села Вяжи, потеряв при этом 2 танка на собственных минных полях, подготовленных войсками 3-й А. Поэтому пехота здесь атаковала практически без поддержки танков. Используя достигнутый успех, действовавшая южнее 380-я сд под командованием полковника Алексея Кустова (Алексей Федорович Кустов) быстро продвинулась вперед правым флангом и, овладев селом Ивань, завязала бои за Грачевку.
В полосе наступления 63-й А противник использовал для обороны большое количество выгодно расположенных высот, сильно укрепив их, поэтому наступлению здесь было оказано наиболее упорное сопротивление. Несмотря на мощную артиллерийскую поддержку и немедленный ввод в бой двух танковых полков, стрелковые части армии в течение четырех часов не могли преодолеть передний край обороны противника. Только тогда, когда генерал Колпакчи указал генералу Михаилу Барсукову сосредоточить огонь артиллерийской группировки по району опорного пункта в поселке Большой Малиновец (который до этого две ночи подряд усиленно бомбардировался советской авиацией дальнего действия), а также высотам 244,9 и 254,9, пехота и танки прорвали немецкую оборону. Развивая наступление на запад, части 129-й сд под командованием полковника Ивана Панчука (Иван Владимирович Панчук) к 12 часам овладели опорным пунктом противника Большой Малиновец и завязали бои за рощу западнее поселка. В то же время немцы удержали высоту 254,9, остановив части 348-й сд полковника Ивана Григорьевского на ее восточных скатах. На этом участке войска 63-й А не продвинулись дальше первой траншеи противника.
По информации Рендулича, после артподготовки, в которой было задействовано 120–150 батарей, около 6 часов утра 12 июля пять советских стрелковых дивизий атаковали один немецкий пехотный полк на левом фланге 262-й пд (462-й гп. – П. Б.). Используя свое подавляющее превосходство, советские войска выбили австрийцев, которыми в основном была укомплектована 262-я дивизия, из первой и второй линии траншей, и к 11–12 часам овладели сильными опорными пунктами: Измайлово, высота 246,7, Ивань, Большой Малиновец, высота 244,9, прорвав в центре главную оборонительную полосу противника. Тогда командир 262-й дивизии генерал Фридрих Карст (Friedrich Karst) ввел в бой резервный батальон, контратаками потеснивший вражеские части, поэтому русская пехота задержалась, чтобы закрепить за собой захваченные позиции, а немцы получили время для занятия отступающими частями следующих опорных пунктов, которые находились за прорванным участком обороны. В то же время инженерные части 3-й А стали наводить мосты через реку Зушу, чтобы перевести на вражеский берег танки из приданных стрелковым частям отдельных танковых полков. С немецких позиций река уже не просматривалась, поэтому воспрепятствовать наведению мостов не удалось. Во второй половине дня ударные части 3-й и 63-й армий при поддержке 150 танков атаковали вторую линию германской обороны, прорвали ее и стали продвигаться вглубь, где натолкнулись на минные поля и хорошо замаскированные позиции противотанковой артиллерии. При этом советская пехота, скученная на узком пространстве, попала под огонь немецкой полевой артиллерии и отошла на ранее захваченные позиции, оставив свои танки без прикрытия. В результате за два часа боя 60 танков были повреждены или уничтожены (по немецким данным), а остальные отступили. Контратаками резервных частей пехоты, поддержанных артогнем, 35-му корпусу удалось задержать наступление обеих советских армий восточнее рубежа Евтехово – Грачевка – Прогресс, где немцы сразу же стали оборудовать новые позиции, опирающиеся на опорные пункты во второй полосе обороны. Советская авиация зафиксировала сосредоточение войск противника в районе Кочеты, а также в лесах южнее Грачевки.
По советским данным, опасаясь быстрого развития прорыва в полосе 35-го ак, германское командование с 10 утра задействовало на Орловском направлении крупные силы авиации, которая осуществляла истребительное прикрытие, а также группами от 9 до 32 самолетов наносила бомбовые удары по боевым порядкам наступающих советских войск в районе Измайлово – Вяжи, переправам через реку Зуша и огневым позициям артиллерии – всего отмечено 538 самолето-пролетов (согласно другим источникам, до 12 часов было совершено 600 самолето-налетов группами по 40–50 машин). В соответствии с докладом представителя Ставки маршала Жукова Верховному главнокомандующему, 12 июля авиация противника действовала по боевым порядкам главным образом наступающих частей 3-й и 63-й армий БрФ, где с ее стороны было зафиксировано 504 самолето-пролета, тогда как советская авиация на БрФ сделала 598 самолето-вылетов (по другим данным, 15-я ВА произвела 686 дневных самолетовылетов, а германская авиация – 1111).
При этом советская авиация, как истребительная, так и штурмовая, в течение 12 июля действовала мелкими группами численностью от 2 до 6 самолетов, что не позволяло ей эффективно вести борьбу за господство в воздухе над полем боя и наносить мощные удары по вражеской обороне. Части 3-го шак генерала Горлаченко совершили за день 147 самолето-вылетов и заявили об уничтожении 5 танков и 5 автомобилей, тогда как германские пикирующие бомбардировщики совершили 419 самолето-вылетов, уничтожив 35 танков и 14 артиллерийских орудий (согласно сводке 6-го ВФ).
По боевому донесению командующего войсками БрФ Верховному главнокомандующему за 12 июля 1943 года, в 5.40 ударные группы 61, 3 и 63-й армий перешли в наступление после мощной авиационной и артиллерийской обработки укрепленной оборонительной полосы противника, прорвали передний край вражеской обороны при поддержке танков и авиации, и к исходу дня с боями овладели: 61-я А – отбив контратаки противника, овладела рубежом Пальчиково (исключительно) – овраг юго-восточнее Пальчиково – высота 203,5 (500 м восточнее Кривцово) – Сивково; 3-я и 63-я армии – лес в 1,5 км северо-восточнее Евтехово – высота 246,7 – Ивань – Ускань – Затишье – Большой Малиновец – высота 254,9, отметка 243,7 (1 км восточнее Прогресс) – высота 248,0 – река Неручь – Репьевка. В результате боев нанесены большие потери в живой силе и технике частям 208, 56, 262-й пехотных дивизий противника, полностью уничтожен гарнизон в Толкачево. Авиация 15-й ВА в течение ночи и дня 12 июля штурмовыми и бомбардировочными действиями уничтожала живую силу и технику противника на переднем крае и в глубине его обороны, взаимодействуя с наземными войсками, всего сделано 1335 самолето-вылетов.
Как видно, несмотря на сильную поддержку, оказанную авиацией и артиллерией, в первый день наступления ни одной из армий БрФ не удалось прорвать первую полосу обороны противника на всю глубину. Ударные группы каждой из трех армий вынуждены были вести тяжелую борьбу по уничтожению опорных пунктов, оборудованных в большом количестве в тактической зоне германской обороны. Наибольшего продвижения 12 июля добились войска 3-й А, в особенности те части, которые наступали на стыке 3-й и 63-й армий и вышли к рубежу Евтехово – Грачевка – Затишье, вклинившись в расположение противника на 5–7 км. Согласно с докладом представителя Ставки маршала Жукова Верховному главнокомандующему о начале операции "Кутузов", 12 июля армии генералов Горбатова и Колпакчи прорвали фронт обороны противника на участке шириной 15 км и глубиной 5 км и к 20 часам вышли на рубеж Измайлово – полкилометра восточнее Евтехов – Затишье – восточная окраина Лиски – юго-западная опушка рощи (2,5 км западнее Орловка) – Репьевка.
Генерал Горбатов указывает, что, согласно показаниям пленных, противник ждал наступления, но считал, что оно будет организовано только с плацдарма, и никак не предполагал, что советские войска станут форсировать реку Зушу. Поэтому удар 3-й А оказался для командования 35-го ак в некоторой степени внезапным, а генерал Рендулич отметил, что полностью раскрыть замыслы наступления противника не удалось. Однако, поскольку 3-я и 63-я армии наступали смежными флангами, фактически на одном направлении, то атакованным все равно оказался узкий участок фронта 262-й пд, за которым генерал Рендулич расположил основные корпусные резервы. В том случае, если бы главный удар 3-й А наносился на другом участке, значительно удаленном от ранее намеченного по расстоянию, наступление 3-й А представляло для 35-го ак значительно большую опасность.
В связи с этим Лотар Рендулич констатирует, что дополнительные силы, сосредоточенные в полосе 262-й пд, составляли основные резервы корпуса, но могли быть использованы лишь на одном направлении – на участке предполагаемого главного удара противника на Орел. Соответственно, если бы противник нанес второй удар в каком-нибудь другом месте, обеспечение этого второго направления усилий оказалось делом безнадежным и все мероприятия по перегруппировке сил были бы расценены как неоправданные. Несмотря на это, командование корпуса готовилось к возможности, что противник нанесет один или несколько ударов в стороне от главного направления, продумав соответствующие изменения тактики боя. В данной ситуации проведенное сосредоточение сил на основном направлении теряло всякий смысл, поскольку эти силы никакого влияния на ход боевых действий на других участках обороны оказать уже не могли. Поэтому корпусу пришлось бы отказаться от удержания своих позиций и отходить к реке Оке, ее притоку Оптухе и в район южнее этих рек, стремясь прежде всего сохранить целостность фронта. Учитывая изложенное, проблема сохранения или смещения направления основных усилий корпуса сохранялась в течение всего времени боев, однако в итоге противник своей задачи не достиг, и основой этого успеха стали именно крайние меры по обеспечению главного направления обороны. Поскольку советское командование не предприняло никаких значительных демонстративных или отвлекающих действий на других направлениях, сосредоточение основных сил 3-й и 63-й армий на крайне узком участке наступления стало его грубой ошибкой и "хорошим подарком" для немцев.