Первый день наступления показал, что оно не стало неожиданностью для немцев, чья воздушная разведка еще 15 июля засекла концентрацию советских войск в районах атаки. Ведение наступления также затруднялось тем, что западный берег Миуса господствовал над восточным, а наличие многочисленных оврагов и балок ограничивало использование танков. Тем не менее первоначальный успех был достигнут. Части 294-й и 306-й пехотных дивизий попали под удар четырех стрелковых дивизий и 32-й гвардейской танковой бригады (53 танка) 51-й армии. К 14.00 были взяты господствующие высоты, и советские дивизии продвинулись в глубину от 2 до 6 км.
Хуже шли дела у ударной группировки 28-й армии, наносившей удар по частям 336-й и 294-й пехотных дивизий. Здесь наступление развивалось медленнее, в частности, потому, что советская пехота не успела использовать огневой вал артиллерии для того, чтобы форсировать реку. Дивизии армии смогли продвинуться всего на 1–2 км и были остановлены на гребне высот на берегу Миуса. В связи с этим командование Южного фронта решило ввести всю 2-ю гвардейскую армию в полосу наступления 5-й ударной армии, тогда как первоначально предполагалось вводить 2-ю гвардейскую двумя группировками на участках обеих армий первого эшелона.
В 17.00 части 2-го гвардейского механизированного корпуса вышли к Миуссу в районе Дмитриевки и начали переправу. Против него были брошены немецкие пикирующие бомбардировщики и крупнокалиберная артиллерия. В результате ударов с воздуха были подбиты 2 танка и 3 автомашины, а потери корпуса составили 18 убитых и 46 раненых. Но уже к 18.00 главные силы корпуса были на западном берегу. 4-й гвардейской механизированной бригаде удалось с ходу овладеть господствующей высотой 213,9, а 6-я гвардейская мехбригада завязала бой за Мариновку. Вечером к переправам через Миус вышел также 13-й гвардейский стрелковый корпус 2-й гвардейской армии. По оценке штаба Южного фронта, его войска потеряли в первый день наступления до 1800 человек убитыми и ранеными. На самом деле потери были значительно выше. 5-я ударная армия, по неполным данным, потеряла 225 убитыми и 484 ранеными, а также 8 танков KB, 11 Т-34, 2 Т-70 и 2 Т-60. Более серьезные потери понесла 38-я армия - 577 погибших и 1823 раненых. Танковые части армии безвозвозвратно потеряли 2 KB и 1 Т-60. Еще 3 Т-34 и 1 Т-60 утонули при переправе через Миус. Подбиты же были 8 KB и 4 Т-34. Вместе с потерями 2-го гвардейского механизированного корпуса, о которых есть лишь неполные данные, потери Южного фронта составили не менее 920 убитых и 2353 раненых, т. е. не менее 3273 человек. И это без пропавших без вести, которых тоже наверняка было некоторое количество. Немецкие потери составили, поданным штаба 6-й армии, 2116 убитыми, ранеными и пропавшими без веста.
В первый день наступления 374 самолета советской 8-й воздушной армии совершили 770 самолето-вылетов, на которые противник ответил только 350. Советские потери составили всего 6 самолетов.
Вспомогательный удар 51-й армии успеха не имел. Ее войска сбили боевое охранение противника, но остановились перед минным полем. Прогрызать минные поля и отражать контратаки 54-му стрелковому корпусу 51-й армии пришлось и 18, и 19 июля. К 20 июля части немецких 302-й и 306-й пехотных дивизий восстановили исходние позиции. За это время 54-й корпус потерял 1571 убитого, 207 пропавших без вести и 5516 раненых, а всего 7382 человека. Продолжая ставшие бессмысленными атаки вплоть до 27 июля, корпус потерял еще 205 убитых, 5 пропавших без вести и 903 раненых, а всего 1113 человек. Поддерживавшая 54-й стрелковый корпус 6-я гвардейская танковая бригада потеряла 256 убитыми и ранеными, а также 3 KB, 18 Т-34 и 11 Т-70.
К 13.00 18 июля части 2-го гвардейского механизированного корпуса заняли Степановку и Мариновку. 4-я гвардейская мехбригада заняла Саур-Могильский, но была остановлена частями 306-й пехотной дивизии. Немцы удерживали господствовавший над местностью курган Саур-Могила. По ошибке Саур-Могил ьский был обстрелян 5-й гвардейской мехбригадой, что вынудило 4-ю гвардейскую мехбригаду оставить поселок, потеряв как от немецкого, так и от "дружественного" огня 36 убитыми и 211 ранеными.
Контрудар 16-й моторизованной дивизии лишь замедлил продвижение войск 51-й ударной армии, не принеся ощутимых результатов.
Несмотря на общий неуспех первого дня наступления, 18 июля 28-я армия продолжила наступать на прежнем направлении. Ее наступление началось в 6.00, но вскоре бойцам 28-й армии пришлось отражать контратаки противника. Но бои были уже не такими ожесточенными, как в первый день, и потери пехоты снизились. 28-я армия потеряла 183 человека убитыми и 301 человека ранеными. А вот в танковых войсках потери, наоборот, возросли. 33-я гвардейская танковая бригада 18 июля потеряла 5 танков сожженными, 5 - подбитыми и 6 - подорвавшимися на минах. Поддерживавший 271-ю и 320-ю стрелковые дивизии 1-й гвардейский тяжелый танковый полк к исходу дня сохранил в строю один танк. Остальные KB подорвались на минах. Пехота практически лишилась поддержки со стороны танков.
Столкнувшись с трудностями, командование Южного фронта решило изменить направление главного удара. В ночь с 18 на 19 июля 28-я армия произвела перегруппировку на правый фланг, ближе к направлению наступления 5-й ударной армии. Вместо проламывания широкой бреши двумя параллельными ударами Южный фронт перешел к расширению вклинения 5-й ударной армии. Теперь войска 28-й армии должны были наступать на юго-запад из района Куйбышево. Также 4-му механизированному корпусу было приказано "не позже 3.00 19.7.43 переправить части на зап. берег р. Миус", чтобы в дальнейшем наступать в юго-западном направлении с задачей "совместно с частями 28 А окружить и уничтожить Куйбышевскую группировку".
Тем временем, заняв Степановку и Мариновку, 2-й механизированный корпус к концу 18 июля взял Гараны и высоты 230,9 и 214,3 к западу и северо-западу от Степановки. 2-й гвардейский механизированный корпус на 19 июля должен был выйти к реке Крынка и не дать врагу организовать оборону на этом выгодном рубеже и захватить плацдармы на западном берегу. 13-му гвардейскому стрелковому корпусу предстояло защищать правый фланг 2-го гвардейского механизированного корпуса со стороны Снежного. 1-й гвардейский стрелковый корпус вместо того, чтобы развивать наступление южной ударной группировки, перебрасывался к Дмитриевке.
Вечером 18 июля в 6-ю немецкую армию была включена 23-я танковая дивизия вместе со штабом XXIV танкового корпуса Вальтера Неринга. Манштейн советовал командующему 6-й армией Карлу Холлидту использовать дивизию для мобильной обороны, чтобы выиграть время для переброски из-под Белгорода двух дивизий СС. Но оборона 6-й армии находилась в тяжелом положении. Вклинение 5-й ударной армии не удалось ликвидировать контрударом 306-й пехотной дивизии, и последней пришлось отойти от Степановки и высоты 213,9294-я пехотная дивизия вообще отступала в беспорядке, и ее пришлось подкрепить мотопехотой 16-й панцер-гренадерской (моторизованной) дивизии. Тем временем на помощь 6-й армии начали прибывать авиасоединения с южного фаса Курской дуги. Уже 15 июля была переброшена III группа 3-й истребительной эскадры "Удет". На следующий день прибыла и II группа эскадры "Удета".
Холлидт решил использовать новые авиагруппы для завоевания господства в воздухе и защиты пикирующих бомбардировщиков, которые должны были поддерживать контрудар 23-й танковой дивизии 19 июля. Этой дивизии предстояло атаковать вдоль дороги Снежное - Мариновка и занять высоту 213,9, господствовавшую над советским плацдармом. Одновременно 16-я панцер-гренадерская дивизия должна была захватить Степановку, чтобы обезопасить 23-ю танковую дивизию от флангового удара. Объектом атаки 23-й танковой дивизии стал 31-й стрелковый корпус 5-й ударной армии.
19 июля 16-я моторизованная дивизия, у которой осталось в строю 20 танков, атаковала Степановку, перед которой столкнулась со 2-м гвардейским механизированным корпусом, наступавшим на юго-запад. В результате танкового боя 15 из 20 немецких танков, по советским данным, были подбиты, и уцелевшие машины отступили. Мотопехота 16-й моторизованной дивизии атаковала части 13-го гвардейского стрелкового корпуса, но не имела успеха.
23-я танковая дивизия тоже нанесла удар на Степановку, но была встречена плотным огнем со стороны высоты 213,9 и потеряла, по советским данным, 28 танков из 50.
После неудачи немецкого контрудара 4-я гвардейская механизированная бригада возобновила атаки на Саур-Мо-гильский и взяла его, а к 17.00 вместе с 37-й танковой бригадой овладела селением Гараны.
Немецкие контрудары, потерпев неудачу, тем не менее притормозили продвижение 5-й ударной и 2-й гвардейской армий. Толбухин был недоволен медленным развитием наступления и в 11.30 20 июля издал грозную директиву с критикой командования 2-й гвардейской армии и ее корпусов за плохую организацию взаимодействия и неточные доклады об обстановке. Потери 2-го гвардейского механизированного корпуса за 17–19 июля составили 923 убитых и раненых и 48 подбитых и сожженных танков (40 Т-34 и 8 Т-70). 28-я армия за эти же дни потеряла 1570 убитыми и 5355 ранеными, а весь Южный фронт - 2408 убитыми и 10 390 ранеными. Было потеряно 132 танка, в том числе 26 - безвозвратно. 8-я воздушная армия потеряла 19 июля 19 самолетов, что превысило ее суммарные потери за два предыдущих дня.
19 июля подвергся бомбардировке все еще остававшийся в районе Дмитриевки 4-й гвардейский мехкорпус. Он потерял 60 убитыми, 4 пропавшими без вести и 143 ранеными. 3 "тридцатьчетверки" и 13 автомашин сгорели, а 8 Т-34, 1 бронеавтомобиль, 1 "катюша" и 13 автомашин оказались повреждены. Причиной столь больших потерь стало отсутствие прикрытия корпуса с воздуха. Командование фронта явно поспешило с выводом 4-го гвардейского корпуса к переправам через Миус, не имея возможности ввести его в бой из-за медленного продвижения уже находившихся на плацдарме соединений. Бездействовал и 1-й гвардейский стрелковый корпус.
20 июля 13-й гвардейский стрелковый корпус должен был, начав наступление ночью, овладеть к утру Калиновкой и хутором Малопетровский, чтобы обеспечить ввод в бой 4-го гвардейского механизированного корпуса, которому к исходу дня предстояло выйти к реке Крынка.
Тем временем немецкая 23-я танковая дивизия в 19.00 захватила Саур-Могильский, но в 23.30 была выбита оттуда 4-й и 5-й гвардейскими механизированными бригадами. 13-й гвардейский стрелковый корпус генерала П. Г. Чанчибадзе смог начать наступление только во второй половине дня
20 июля, но встретил упорное сопротивление 16-й моторизованной дивизии. 4-й гвардейский механизированный корпус генерала Т. И. Танасчишина опять не удалось ввести в сражение. В этот день он опять потерял от авиаударов 2 Т-34 и автомобиль подбитыми. Еще 19 автомашин сгорело. Потери корпуса составили 57 человек, а еще 52 бойца были ранены. В 5.30 21 июля корпус Танасчишина был наконец введен в сражение. Немцы перебросили против него часть артиллерии с участка 294-й пехотной дивизии, ранее отражавшей атаки 28-й армии. Наступление последней почти практически прекратилось, так как у нее осталось очень мало бронетехники. В этот день две дивизии 28-й армии атаковали Елизаветинский, который несколько раз переходил из рук в руки. Но артиллерийский огонь немцев из полосы 28-й армии нанес большие потери 4-му гвардейскому механизированному корпусу, который потерял 239 убитых и 709 раненых. Кроме того, были сожжены 21 Т-34 и 2 Т-70.
Тем временем ослабла поддержка с воздуха со стороны 8-й воздушной армии, испытывавшей острую нехватку горючего. 20 июля 228 самолетов совершили 332 самолето-вылета, потеряв 7 машин. 21 июля 322 самолета совершили 550 самолето-вылетов, что стоило потери 11 машин. Больше до конца сражения на Миусе советская авиация ни разу не преодолела планку в 500 вылетов.
22 июля 1-й гвардейский стрелковый корпус должен был сменить 2-й гвардейский механизированный и 13-й гвардейский стрелковый корпуса в районе Саур-Могил ьский, Луганский. Но выполнить это не удалось.
22 июля штаб немецкого XXIVтанкового корпуса принял командование 16-й моторизованной и 23-й танковыми дивизиями, а также рядом боевых групп, переброшенных для отражения советского наступления с неатакованных участков фронта 6-й немецкой армии.
К тому времени в советском 2-м гвардейском механизированном корпусе в строю осталось только 85 из 217 танков и САУ. После длительной, но малоэффективной артиллерийской и авиационной подготовки он продолжил атаки в сторону реки Крынки, ведя бой с 23-й танковой дивизией. Советские танки были прикрыты поставленной с воздуха дымовой завесой. 3-я гвардейская стрелковая дивизия не смогла захватить господствующий курган Саур-Могила. Однако 2-й гвардейский мехкорпус все же сумел осуществить глубокий прорыв. А вот 4-й гвардейский механизированный корпус действовал неудачно. Он только к вечеру 22 июля достиг северо-западной окраины Калиновки, где был встречен огнем противотанковых, зенитных и штурмовых орудий. Корпус безвозвратно потерял 23 Т-34,4 Т-70 и 15 автомашин. Еще 21 Т-34,5 Т-70 и 21 автомобиль были повреждены. Людские потери 4-го гвардейского корпуса за 21–22 июля составили 317 убитых и 1320 раненых. Неудача корпуса была обусловлена тем, что немцам удалось отсечь советскую пехоту от танков.
Танки же попали на заранее пристрелянный немецкой артиллерией участок и понесли большие потери.
Более успешно действовала советская пехота. К исходу 22 июля дивизии 13-го гвардейского стрелкового корпуса захватили Семеновский, Калиновку и Елизаветинский. При этом 87-я гвардейская стрелковая дивизия потеряла 102 убитыми и 79 ранеными.
Советская авиация 22 июля ввела в бой 230 самолетов, совершивших 420 боевых вылетов. При этом было потеряно 22 машины.
Успех немецкой обороны против Миусского плацдарма определялся тем, что им удалось стянуть к месту прорыва значительные силы артиллерии, в том числе и зенитной, с не-атакованных участков фронта 6-й армии, а также активным использованием авиации против советской мотопехоты и танков. Поэтому 2-я гвардейская армия генерала Я. Г. Крейзера и 5-я ударная армия генерала В.Д. Цветаева так и не смогли реализовать свое почти пятикратное превосходство в численности пехоты. Что же касается 28-й армии генерала В. Ф. Герасименко, то ее наступление фактически остановилось.
23 июля 2-я гвардейская армия в последний раз попыталась прорвать оборону противника с участием своих механизированных корпусов. 2-й гвардейский мехкорпус, выставив заслон против деревни Криничка силами 5-й гвардейской механизированной бригады и артиллерии, остальными бригадами попытался выйти к реке Крынка, но был остановлен огнем артиллерии и контратаками. 33-я гвардейская стрелковая дивизия 1-го гвардейского стрелкового корпуса столь же безуспешно атаковала Криничку. Столь же безуспешным было наступление 4-го гвардейского механизированного корпуса. К вечеру он смог занять только Семеновское, безвозвратно потеряв 28 Т-34 и 11 Т-70. Еще 31 Т-34 и 16 Т-70 были подбиты. Из строя вышло 90 автомашин. Корпус потерял 442 убитыми и 1040 ранеными.
Однако силы и боеприпасы обороняющихся тоже были на исходе. 23 июля Холлидт потребовал от Манштейна срочных подкреплений и присылки снарядов. Было решено направить ему две эсэсовские танковые дивизии для организации мощного контрудара.
К тому времени наступательный порыв 2-й гвардейской армии был исчерпан. Оба ее основательно потрепанных механизированных корпуса пришлось вывести во второй эшелон. На передовой остались только 6-я гвардейская механизированная бригада, 36-я танковая бригада и 1543-й тяжелый самоходно-артиллерийский полк. 24 июля советские войска на плацдарме перешли к обороне.
2-й гвардейский механизированный корпус генерала К. В. Свиридова понес большие потери. 71 Т-34 был потерян безвозвратно, а 52 - повреждены. В строю осталось только 13 "тридцатьчетверок". Безвозвратно было потеряно также 21 Т-70, а 19 были повреждены, так что в строю осталось лишь 28 танков этого типа. Из 12 Су-152 одна самоходка была потеряна безвозвратно, а 7 повреждены. Зато уцелел единственный КВ.
В 6-й гвардейской механизированной бригаде из 3286 человек личного состава осталось в строю 2020. А всего корпус к тому времени потерял 5343 человека из 13 189, числившихся в нем первоначально.
Не лучше было и состояние 4-го гвардейского механизированного корпуса генерала Т.И. Танасчишина. До 24 июля он безвозвратно потерял 59 Т-34 и 19 Т-70. Еще 39 Т-34 и 11 Т-70 находились в ремонте.
Немецкие танковые войска тоже несли потери. Если в 23-й танковой дивизии в строю было 40 танков, включая 13 модернизированных Т-4 с длинноствольной 75-мм пушкой, то 23 июля число боеготовых машин уменьшилось до 21. Однако 18 из них теперь составляли модернизированные Т-4, значительная часть которых вернулась из ремонта. Зато в 16-й моторизованнойдивизиис21 по 23 июля число боеготовых танков возросло с 4 до 12. В период с 17 по 29 июля 16-я моторизованная и 23-я танковая дивизии потеряли убитыми 464 человека, пропавшими без вести - 255 человек, а также 2582 раненых, а всего 3301 человек. Вся 6-я немецкая армия за этот период понесла общие потери в 15 486 человек, в том числе 2359 убитыми, 2001 пропавшими без вести и 11 126 ранеными.
25 июля Толбухин приказал 2-й гвардейской армии на следующий день возобновить наступление с целью занятия Кринички и Алексеевки. Наступление 1-го и 13-го гвардейских стрелковых корпусов, усиленных артиллерией и двумя полками тяжелых танков KB, 26 июля началось с опозданием на два с половиной часа против планового срока, только в 17.30. Оно свелось лишь к незначительному продвижению вперед. В последующие два дня советские атаки также окончились безрезультатно. В этих боях был захвачен пленный из состава разведбата 16-й моторизованной дивизии, который сообщил, что его дивизию должны сменить две дивизии СС. Были получены и другие сведения о переброске на Миус дивизий "Райх" и "Тотенкопф". Фронтовая разведка предположила, что следует ожидать переброски против Южного фронта также и лейбштандарта, не зная, что как раз в эти дни он перебрасывался в Италию. Место лейбштандарта во II танковом корпусе СС заняла 3-я танковая дивизия вермахта, также изъятая из состава ударной группировки "Цитадели". 26 и 27 июля она сосредоточилась в районе поселка Красная Звезда. "Тотенкопф" занял позиции в Орджоникидзе, а "Райх" - в Макеевке. 29 июля в "Райхе" числилось 85 боеготовых танков, включая 6 "тигров", 34 модернизированных Т-4 и 6 трофейных "тридцатьчетверок". "Тотенкопф" имел в строю 89 танков, включая 9 "тигров" и 58 модернизированных Т-4. 3-я танковая дивизия имела готовыми к бою только 37 машин, из которых самыми сильными были 11 модернизированных Т-4. В 16-й моторизованной дивизии осталось в строю только 13 танков, включая 4 модернизированных Т-4. У 23-й танковой дивизии было 34 боеготовых танка, включая 20 модернизированных Т-4. Вероятно, в распоряжении танкового корпуса СС было не менее 100 штурмовых орудий.