По воспоминаниям Ги Сайера (Guy Sayer) — ефрейтора панцер-гренадерского батальона дивизии «Великая Германия», ночью 5 июля солдаты штрафных подразделений вермахта проделали в советских минных полях и колючей проволоке узкие проходы, по которым к первой линии вражеских окопов выдвинулись специальные отряды, чтобы занять высоты в предполье и в самом начале атаки воспрепятствовать перемещениям войск противника вдоль линии обороны и подходу его резервов из глубины40. На рассвете, около 5:00, немецкие войска начали авиационную и артиллерийскую подготовку. В то же время до 400 самолетов бомбардировочной и штурмовой авиации нанесли удар по артиллерийским позициям и опорным пунктам главной полосы обороны 22-го и 23-го гвардейских стрелковых корпусов 6-й гвардейской армии41.
Главный удар 4-й танковой армии, который был нанесен утром 5 июля на стыке участков обороны 22-го и 23-го гвардейских стрелковых корпусов 6-й гвардейской армии Воронежского фронта, встретили две стрелковые дивизии этой армии. 67-я гвардейская стрелковая дивизия 22-го корпуса оборонялась против 48-го танкового корпуса западнее реки Ворсклы, а 52-я гвардейская стрелковая дивизия 23-го корпуса — против 2-го танкового корпуса СС восточнее Ворсклы. Обе гвардейские дивизии удерживали участки обороны протяженностью приблизительно по 13—14 км, их списочная численность достигала 8—10 тысяч человек, а штатное тяжелое вооружение составляли 44 полевых орудия, 170 минометов, 36 полковых и 12 дивизионных противотанковых пушек, 6 зенитных орудий42. Кроме того, эти дивизии были существенно усилены корпусными и армейскими частями. Так, поддержку 52-й гвардейской стрелковой дивизии, которой командовал гвардии полковник Иван Некрасов, дополнительно обеспечивали два усиленных стрелковых батальона (батальоны подмены), 142-й тяжелый артиллерийский полк (36 орудий калибра 152 мм), один дивизион 5-го гвардейского полка реактивных минометов (8 установок), 538-й и 1008-й истребительно-противотанковые артиллерийские полки из состава 1-й танковой армии (44 противотанковых орудия), отдельный батальон противотанковых ружей (270 противотанковых ружей); отдельный 230-й танковый полк (39 танков американского производства — 32 средних танка типа М-3 General Grant («Генерал Грант») и 7 легких машин МЗ/М5 General Stuart («Генерал Стюарт»)43. Следовательно, на фронте протяженностью 14 км было сосредоточено порядка 80 стволов полевой артиллерии, 92 противотанковых орудия и 6 зенитных пушек, 178 минометов, 270 противотанковых ружей и 39 танков. Плотность огневых средств составила 12^-13 орудий и столько же минометов на километр фронта, а плотность бронетехники — до 3 танков на километр. Соответственно, на участке прорыва наступавшие теоретически имели многократное превосходство в полевой артиллерии и бронетехнике, однако направление дивизии могло быть оперативно усилено выдвижением 28-й истребительно-противотанковой артиллерийской бригады, дислоцированной в непосредственной близости от главной линии обороны (по штату в бригаде насчитывалось от 60 до 72 противотанковых орудий).