В Таврии против 9-й и 18-й советских армий действовала 3-я румынская армия генерала Петре Думитреску в составе горнострелкового (1, 2, 4-я горнострелковые бригады) и кавалерийского (5, 6, 8-я кавалерийские бригады) корпусов, а также 11-я армия вермахта в составе 49-го горнострелкового (1-я, 4-я горнострелковые, 170-я пехотная дивизии) и 30-го армейского (22-я, 72-я пехотные дивизии, моторизованная пехотная бригада СС «Лейбштандарт СС Адольф Гитлер»). 54-й армейский корпус 11-й армии (46, 50, 73-я пехотные дивизии) штурмовал Перекоп, взламывая ворота в Крым. Если принять в расчет две бригады за одну дивизию, то получается, что силы противника перед Южным фронтом составляли 25 дивизий, а немецкая дивизия по своим боевым возможностям заметно превосходила советскую.
Утром 26 сентября 14-я танковая дивизия прорвала фронт на стыке 28-й кавалерийской и 255-й стрелковых дивизий, а 13-я танковая дивизия на стыке 255-й и 273-й стрелковых дивизий. Теряя управление, советские части откатывались на восток и юго-восток. В штабах 6-й и 12-й армий о глубоком прорыве танковых дивизий Клейста не знали из-за отсутствия связи, а в штабе Южного фронта узнали об этом вечером из докладов летчиков, выполнявших боевые задания на Полтавском направлении. 27 сентября немецкие танки ворвались в Новомосковск и по железнодорожному и автомобильному мостам форсировали реку Самару. Ставка ВГК передала 6-ю армию в состав Юго-Западного фронта вместе с двумя авиадивизиями, что ослабило Южный фронт еще на 45 тысяч бойцов и командиров.
На следующий день 3-й моторизованный корпус генерала от кавалерии Эберхарда фон Макензена нанес удар с Ломовского плацдарма под Днепропетровском навстречу 14-моторизованному корпусу. Между молотом и наковальней оказались 15, 261 и 273-я стрелковые дивизии и четыре полка тяжелой артиллерии. Генерал Макензен в своих мемуарах отметил: «Сдавленный между дивизиями и болотистой низиной реки Самара противник был полностью уничтожен. 21 862 пленных и 128 орудий стали достойной добычей дня». К 29 сентября в составе Южного фронта осталось 20 стрелковых и кавалерийская дивизии, 4 танковые бригады.
Сосредоточив на плацдарме под Новомосковском главные силы 1-й танковой группы 325 танков и самоходных установок, 90 процентов мотопехоты и артиллерии, Клейст получил абсолютное превосходство в силах и средствах над оборонявшимися советскими войсками. С утра 29 сентября танковые дивизии вермахта перешли в наступление и, преодолевая сопротивление малочисленных частей 12-й армии, начали стремительный прорыв по ее тылам, «свертывая» оборону советских войск по Днепру. Попытки командующего фронтом создать из 2-й и 15-й танковых бригад и 30-й кавалерийской дивизии «кулак противодействия» бронированному немецкому катку остались нереализованными из-за нехватки времени и сил.
В этих условиях Военный совет Южного фронта прекратил успешно начатое в Северной Таврии наступление 9-й и 18-й армий, разгромивших румынский горнострелковый корпус и сильно потрепавших 170-ю пехотную дивизию вермахта. Часть войск пришлось перебрасывать на север, чтобы воспрепятствовать наметившемуся окружению главных сил Южного фронта. 30 сентября Д. И. Рябышев приказал командарму-18 А. К. Смирнову вывести из боя 136-ю стрелковую дивизию, 2-ю танковую бригаду и 2-й гвардейский полк реактивных минометов для отправки их на правое крыло фронта. Отдавая это распоряжение, Рябышев понимал, что оставшимися силами Смирнов и Харитонов не сумеют удержать захваченные рубежи и будут вынуждены отвести свои ослабленные соединения на прежние позиции. При этом за их спиной уже не будет ни армейских, ни фронтовых резервов.
Накануне вечером боевая группа 14-й танковой дивизии оберста Ессера в составе танкового батальона 36-го танкового полка и 2-го батальона 103-го мотопехотного полка (всего свыше 50 танков и БТР) прорвала оборону 47-го стрелкового полка у хутора Надеждино, на стыке 15-й стрелковой и 30-й кавалерийской дивизий. Командир 15-й танковой бригады полковник Максим Васильевич Колосов контратаковал левый фланг «кампф-группы» Ессера. Потеряв до 30 танков и БТР сожженными и подбитыми, а 10 автомашин с орудиями на прицепе раздавленными, остатки немецкой колонны в панике отошли. Части 15-й стрелковой дивизии заняли прежний оборонительный рубеж. Танкисты захватили три десятка пленных и ценные оперативные документы штаба 14-й танковой дивизии.
После изучения захваченных документов и показаний пленных Военному совету Южного фронта стали понятны как истинный масштаб наступавшей
мотомеханизированной группировки Клейста, так и замысел немецкого командования. Он заключался в том, чтобы асимметричными «Каннами» одновременными ударами от Днепропетровска и озера Молочного на Осипенко (в настоящее время Бердянск) окружить и уничтожить войска Южного фронта. И одной переброской 136-й и 150-й стрелковых дивизий и всех бронетанковых сил фронта 2-й и 15-й танковых бригад Клейста не сдержать. Необходимы крупные резервы и немедленный отвод войск с рубежа Днепра и озера Молочного на восток, пока их не отрезали. Самостоятельно такие решения Военный совет фронта принимать не имел права требовалось разрешение Ставки ВГК.