Ставка ВГК приняла решение для усиления обороны по левому берегу р. Дон развернуть свои резервные армии: 3 РА (60А) на рубеже Задонск Воронеж; 6 РА (6А) на рубеже Воронеж Павловск; 5 РА (63А) на рубеже Павловск Клетская; 5 ТА, усиленную 7 тк, сосредоточить в районе южнее г. Елец в готовности к нанесению контрудара во фланг и тыл группировки противника, наступающей на Воронеж; усилить Брянский фронт 18 тк из своего резерва.
4 июля войска 4 ТА противника вышли на подступы к г. Воронежу. 6 июля после ожесточенных боев противник форсировал р. Дон и ворвался на западную окраину города. Дальнейшее продвижение было остановлено войсками 60А и 18 тк, подошедшими и развертывавшимися на назначенных рубежах обороны.
Утром 6 июля 5 ТА, выдвинувшаяся из района сосредоточения в район Тербуны, нанесла контрудар во фланг 4 ТА противника, вынудив его для ликвидации угрозы с севера развернуть против 5 ТА 24 тк и 3 пехотные дивизии. Тем самым группировка противника, наносящая удар непосредственно на Воронеж, была ослаблена, и развитие наступления 4 ТА вдоль р. Дон на юг задержано.
Ставка ВГК приняла решение создать по р. Дон южнее г. Воронеж рубеж обороны, развернув на нем войска 117 и 52 УР, 3 истребительно-противотанковых бригад, отходившие войска 21 и 28А, выдвигаемые из глубины войска 22 тк и 3 гв. кк с целью не допустить форсирования противником р. Дон. Реализовать это решение не удалось, так как выдвижение войск из глубины было задержано, части 21А отошли за р. Дон, а 28А вынужденно, под натиском противника на рубеж Алексеевка Валуйки.
Таким образом, в период с 28 июня по 7 июля войска армейской группы «Вейхс» и 6А противника, прорвав оборону Брянского и Юго-Западного фронтов в полосе до 300 км, продвинулись на 150170 км, вышли к р. Дон в районе Воронежа и глубоко охватили с севера группировку войск Юго-Западного фронта. Овладев территорией по рубежу Трудки Тербуны Воронеж Лиски Каменка Валуйки, противник достиг целей первой операции («Синяя»), одновременно осуществляя подготовку к проведению операции «Клаузевиц».
7 июля по решению Ставки ВГК Брянский фронт был переформирован в Брянский (3, 48, 13А, 5 ТА) и Воронежский (60, 40, 6А, 4, 17, 18, 24 тк) фронты. 13А и 5 ТА Брянского фронта оборонялись на рубеже Трудки Тербуны Рамонь; войска Воронежского фронта оборонялись в полосе иск. Рамонь, Лиски; часть сил 21А, отошедшая в за р. Дон, прикрывала полосу от г. Лиски до Павловска. Далее в полосе Павловск Вешенская заняла оборону 63А.
Войска Юго-Западного и правого крыла Южного фронтов в ночь на 7 июля начали по приказу Ставки ВГК отход на рубеж Нов. Калитва Чупринин Нов. Астрахань Попасная. Одновременно началась переброска в район Сталинграда 1 РА из района Сталиногорска. Продолжалось формирование в районе Сталинграда 7 РА. 51А Северо-Кавказского фронта занимала оборону в полосе Верхне-Курмоярская Азов. В течение 67 июля войска Брянского и Воронежского фронтов нанесли ряд частных контрударов по войскам 4 ТА противника с целью связать ее сражением и задержать перегруппировку для участия в операции «Клаузевиц».
Противник в соответствии с планом операции и с учетом реально складывавшейся обстановки готовил нанесение двух ударов: силами 4 ТА и 6А группы армий «Б» с достигнутых рубежей на Кантемировку, силами 1 ТА группы армий «А» с рубежа Славянск Артемовск в общем направлении на Миллерово.
7 июля войска 6А противника перешли в наступление в разрыв фронта от г. Лиски до Чупринина, преодолели неорганизованное сопротивление отходивших и не успевших занять оборону частей 28А и 38А, продвигаясь в южном направлении вдоль р. Дон. Только 9 июля противник получил возможность вывести соединения 4 ТА из сражения в районе Воронежа и начать продвижение вслед за ударной группировкой 6А, которая в это время передовыми частями вышла в район Михайловка Кривоносовка (4060 км юго-зап. Новая Калитва).
11 июля войска 6А противника вышли на рубеж 40 км вост. Новая Калитва на р.
Дон Кантемировка Старобельск, войска 4 ТА к исходу 11 июля достигли района Россошь.
11 июля войска 1 ТА противника, продвигаясь за организованно отходившими с 7 июля войсками правого крыла и центра Южного фронта, вышли на рубеж Старобельск Шульгинка Денежниково Трехизбенка Красный Луч.
Поскольку окружить войска Юго-Западного фронта не удалось, противник принял решение: войскам группы армий «Б» продолжать наступление в направлении Кантемировка Миллерово; войскам группы армий «А» развить наступление в направлении Денежниково Миллерово и, отрезав пути отхода войск Юго-Западного фронта на юг, окружить их западнее Миллерово. Одновременно создать угрозу окружения и вынудить к отходу войска правого крыла и центра Южного фронта.
В соответствии с крайне неблагоприятным развитием обстановки в условиях потери штабами Юго-Западного фронта и армий управления войсками и невозможности закрепиться и организованно перейти к обороне Ставка ВГК приняла решение продолжать отход войскам Юго-Западного фронта, передав 57, 28, 38, 9А в состав Южного фронта. Южному фронту была поставлена задача задержать наступление противника на рубеже Мешков Дегтево Миллерово Ворошиловград Красный Луч. Для наращивания обороны в районе Миллерово была выделена 24А из второго эшелона Южного фронта. Однако попытка организовать оборону на рубеже успеха не имела.