Атака боевой группы дивизии СС, начавшаяся в 15.00, длилась более трех часов без перерыва. Было очевидно, что немцы решили любой ценой прорваться в направлении дороги Прохоровка – Карташевка, а для этого было крайне важно уничтожить нашу артиллерию. Из-за того что большинство батарей стояло на прямой наводке, потери номеров в расчетах быстро увеличивались, но люди понимали важность момента. Многие легко раненные и даже с ранениями средней тяжести не покидали поля боя.
К 17.00 52 гв. сд как боевое формирование перестала существовать. К этому времени два ее полка оказались полностью разбиты, части усиления сохранившимися орудиями и установками РС самостоятельно вели бой. Точную цифру убитых, раненых и попавших в плен в частях дивизии ее командование, даже после завершения операции, так и не смогло установить. Известно, что вышла из строя более половины командиров рот и часть комбатов, получил тяжелое ранение полковник П.Г. Московский. Штаб дивизии полностью потерял связь со всеми частями и, попав под удар танков, отошел на север.
Как свидетельствуют документы 5 гв. А, к 18.00 отдельные группы танков дивизии «Мертвая голова» дошли до отрогов оврага восточнее Веселого, вышли на южные скаты выс. 236.7 и ворвались в северную часть Полежаева. В этот критический момент всю тяжесть боя с бронетехникой приняли на себя артиллеристы 95 гв. сд. Их стойкость, профессионализм и слаженность решили исход поединка в излучине р. Псёл. Перед выс. 236.7 находилась глубокая балка с ответвляющимися в северном и южном направлениях отрогами. Она шла от Веселого в направлении Берегового. Наиболее глубокое ее место находилось на участке Веселый, выс. 236.7. Здесь по ее северным скатам артиллеристы оборудовали свои позиции: между х. Веселый и балкой Барушина (0,7 км юго-западнее выс. 236.7) окопались батареи 103-го гв. иптад майора П.Д. Бойко, далее развернулся 1/233 гв. ап майора Бугаева. На направлении главного удара дивизии «Мертвая голова» – западнее выс. 235.3 были сосредоточены отошедшие с северо-восточных скатов выс. 226.6, 3-й и 2-й дивизионы 233 гв. ап, 8 гв. вдап 6 гв. вдд.
Но дивизия полковника А.Н. Ляхова была уже не в состоянии выдержать удар численно превосходящего, прежде всего в огневых средствах, вражеского соединения. Ее рубеж был рассечен на несколько частей. Подразделения, попавшие в окружение, дрались стойко, до последнего бойца вели рукопашные бои в траншеях с мотопехотой и утюжившими ходы сообщений танками. В отчете штаба 5 гв. А отмечается:
Около 18.00 под удар авиации попал КП 95 гв. сд, развернутый в заросшем подлеском отроге балки северо-западнее совхоза им. Ворошилова (рядом с дорогой Прохоровка – Карташевка), и полковник А.Н. Ляхов был вынужден перенести его в район Карташевки. В этот период связь работала только через посыльных, то есть, о какой-либо оперативности, которая так важна в ходе динамичного боя с танковыми группами, говорить не приходилось.
О тяжелейшем положении в дивизии свидетельствует и такой факт. А.С. Жадов, понимая, что 95 гв. сд осталась главной силой, удерживавшей немцев в излучине, в то же время управление в ней потеряно и комдив, пока не в силах восстановить его, направил в дивизию ряд командиров штаба армии, в том числе начальника оперативного отдела майора Буковского, а сам занялся созданием противотанковой обороны из ее артподразделений.
Штаб армии об этом моменте доносил: