500辆坦克的支持下发动正面强攻，经过3天激战，第31集团军无法撼动德军第102步兵师扼守的防线，裹足不前。第20集团军的第一攻击波突破了德军前沿防线，由第6坦克军和第2近卫骑兵军组成的第二攻击波立刻向纵深挺进，准备切断德军的生命线——勒热夫-维亚济马铁路。
但这些费尽千辛万苦突破的红军一路遇到星罗棋布的德军据点，遭受来自四面八方的火力阻截，暴露在交叉火力下的部队伤亡惨重。德军第2装甲师和第78步兵师沿铁路南北对进，发动凌厉反击，切断了突破敌军的后路。6月10日晚，突破红军不得不放弃原计划向东突围，经苦战返回本方防线——激战7天后，该集团军伤亡3万余人，损失200辆坦克，无力再战。
西北方面军部署在东北方的第41集团军打得略好一些，第1机械化军冲开一个宽达20公里的缺口，突入德军防线40公里，连同第22集团军第3机械化军冲开一个宽8公里、深15公里的缺口。但令人意想不到的是，被冲破缺口的德军防线弹性十足，舍尔纳不断指挥部队向后弯曲，却保持防线不断裂。德军第246步兵师虽然身陷重围，却依托坚固工事沉着应战，吸引了苏军大量预备兵力。突破进来的苏军第1、3机械化军遭到德军第10装甲师猛击，举步维艰。
到6月14日，也就是布良斯克方面军投诚的前一天，苏军在维亚济马东、北、南三面都取得了一定进展，但均因德军顽强的纵深防守而显露疲态，不得不转攻为守。眼看苏军攻势成了强弩之末，舍尔纳立刻抓住机会翻盘。15日，已秘密调遣到位的第3装甲集团军主力在劳斯的率领下反击突破最深的红军第41集团军，以2个装甲师、1个装甲掷弹兵师、4个步兵师共计12万余人的强大兵力向苏军据守的突出部两侧发动钳形攻势。次日就打穿红军突入部结合位置，实现两路会师，6万苏军被包围。
朱可夫不是一个轻易认输的人。面对各条战线传来的坏消息，神情极为坚韧，孤注一掷命令梅列茨科夫将西