И генерал Кирпонос принимает решение вводить соединения в операцию поэшелонно: 24-го – 22-й мехкорпус и 135-я стрелковая дивизия при поддержке 1-й противотанковой артбригады наступают на Владимир-Волынский, 15-й мехкорпус соединяется с 124-й дивизией. Позже с подходом сначала 4-го и 8-го, а затем 9-го и 19-го корпусов сила удара утроится. Тут же командир 8-го мехкорпуса получил приказ повернуть на восток и выдвигаться в район Броды. А вот про 4-й мк забыли. Основные части приказа о переброске не получили и продолжали сосредотачиваться в лесах западнее Янова (30 км к северо-западу от Львова). Выдвигающийся от Новгород-Волынска 9-й мехкорпус накануне получил от командующего 5-й армией генерала Потапова приказ: выйти на р. Стырь и занять оборону по ее восточному берегу на участке Жидичи – Луцк – Млынов с целью не допустить прорыва немцев на восток. Но вечером 23-го на дороге возле Здолбунова (к югу от Ровно) штаб корпуса неожиданно наткнулся на немецкую разведку. К утру 24 июня, не достигнув намеченного рубежа, части 9-го мехкорпуса втянулись в бой с противником восточнее и юго-восточнее Луцка.
Наступление 24 июня было безуспешным и привело к тяжелым потерям в танках и личном составе.
Противник начал с юга обтекать Луцк, где был остановлен 9-м и 19-м мехкорпусами.
Следует сказать, что решающую роль в разгроме врага могли сыграть 4-й и 8-й мехкорпуса. Оба они имели в своем составе свыше 1700 танков. Особенно сильным был, как уже говорилось выше, 4-й механизированный корпус, в котором только новых танков Т-34 и КВ было более 400 машин. Однако считается, что усилиями командующего 6-й армией Н.И. Музыченко и начальника Генштаба Г.К. Жукова 4-й мк был раздроблен на части. Его 8-я танковая дивизия должна была наносить удар по противнику, прорвавшемуся северо-западнее Львова, в район Немирова, а 32-я – на юго-запад, где по данным, как потом выяснилось – ложным, действовало до 300 танков противника.
Нельзя не сказать и о том, как осуществлялось общее руководство мехкорпусами в первые дни войны. Так, вечером 22 июня командир 8-го мехкорпуса генерал Рябышев, находясь юго-западнее Львова, получил задачу вывести свои соединения в район восточнее города и поступить в подчинение командующего 6-й армии. Но генерал Музыченко, не ознак омленный с задачей к орпуса, поверну л его на запад. В свою очередь генерал Кирпонос, который считал, что 8-й мехкорпус уже сосредоточился восточнее Львова, потребовал от его командира ускорить выдвижение на север, в район Броды, чтобы с утра 24 июня совместно с 15-м мехкорпусом атаковать и уничтожить танки противника, прорвавшегося к Берестечко. Лишь после этого Музыченко поставил Рябышеву соответствующую задачу. На выдвижение корпусу потребовалось двое суток. Только к утру 26 июня он вышел к Бродам. Из 858 танков осталось не более половины. Другая половина из-за возможных поломок отстала на пятисоткилометровом маршруте.
Командование фронта, по сути, ежедневно меняло боевые задачи, поэтому боевые действия корпусов сводились то к обороне частью сил, то к изнуряющим передвижениям с целью занять исходное положение для удара по противнику сначала в одном направлении, потом – в другом.
Фронтовой контрудар был предпринят с 25 по 29 июня, вылившись в крупнейшее танковое сражение начального периода войны. Проводя контрудар, командование фронта решило в то же время создать позиционный фронт обороны. 26 июня выдвигающимся резервам фронта (31-й, 36-й и 37-й стрелковые корпуса) было приказано занять прочную оборону на рубеже Луцк, Кременец, Гологуры, отвести в последующем за него мехкорпуса, которыми подготовить мощный контрудар с целью разгрома вклинившегося противника. Это решение было единственно верным, однако Ставка ВГК его отменила, и начавшийся контрудар продолжался.
Исходя из этого, 36-й стрелковый корпус получил приказ нанести удар на Дубно с юго-восточного направления, 8-й мехкорпус – с юго-западного. Части 15-го мехкорпуса должны были изменить направление наступления с северо-западного на северное, выйти к Берестечко и, перерезав основные коммуникации 1-й танковой группы, тоже повернуть на Дубно. 8-я танковая дивизия 4-го мехкорпуса (единственная, которую удалось перебросить с левого фланга 6-й армии на правый) заняла позиции между Полоничной и Лопатином, слева от 15-го мехкорпуса. В дальнейшем она должна была возобновить движение на Радзехов, куда ранее наступал 15-й мехкорпус.
В ночь на 25 июня генерал армии Г.К. Жуков приказал повернуть 8-ю танковую дивизию 4-го мк на северо-восток. К тому времени она уже потеряла в боях 92 танка. Еще большие потери были связаны с техническими неисправностями. К концу дня 27 июня из 385 танков в исходный район прибыло 65 машин, сведенных в один танковый полк. Только за период боев в районе Радзехов – Броды 8-я тд из 50 танков КВ потеряла 43. Наступление танковой группы противника было задержано до конца июня. Однако ликвидировать прорыв войскам фронта не удалось.