В 16.00 весь состав бригады, имеющий автотранспорт, во главе с комбригом выступил для выполнения поставленной задачи. 1838 иптап по маршруту Покровка – Яковлево – выс. 218.3 – Быковка. 1842 иптап со штабом бригады и подвижным противотанковым резервом двигался по маршруту: выс. 254.5 – Дуброво – Ольховка – Ворскла – Быковка.
В 17.00 части бригады под сильным воздействием авиации противника и непрерывной бомбежкой, понеся незначительные потери, достигли рубежа Ольховка, выс. 234.8, где высланный вперед разведкой и личной командирской разведкой установлено, что с. Быковка и южные окраины Козьмо-Демьяновки заняты противником. В районе с. Быковка, выс. 224.2 замечено скопление до 150 танков противника.
Установив, что основная масса танков и мотопехоты противника двигается в обход, в направлении Яковлево, комбриг принял решение отвести части на прежние рубежи обороны – для отражения атаки танков противника. В 22.00 5.07.43 г. части бригады заняли прежние боевые порядки, привели все в боевую готовность для отражения атаки противника»
[95].Боевые группы вражеских дивизий превосходили наши части в мобильности и маневренности. Немцы полностью использовали свое преимущество, и уже в 16.30 передовые подразделения мд СС «Лейбштандарт Адольф Гитлер» овладели южной частью Быковки, а чуть раньше, в 16.00, гренадерский полк «Германия» мд СС «Дас райх» полностью смял оборону на выс. 233.3. В 17.00 52 гв. сд оставили Быковку, а через два часа эсэсовцы овладели Козьмо-Демьяновкой. «…Части дивизии отдельными разрозненными подразделениями,
– докладывал подполковник Шамов, – ведя упорные бои в окружении и полуокружении, погибая целыми подразделениями, к исходу дня 5.07.43 г. вышли на рубеж: 153 гв. сп – лог Лапин, Вознесеновский, 151 гв. сп – (иск.) Вознесеновский, Ворскла, (иск.) Солонец, 155 гв. сп – (иск.) Гонки, роща зап. Непхаево, ведя огневой бой с противником. Значительная часть подразделений продолжала вести упорный бой в окружении…»[96].Отход войск организовывали в основном командиры батальонов и рот, на некоторых участках офицеры управления полков. Находившийся в районе Козьмо-Демьяновки штаб 52 гв. сд, потеряв связь с отходившими частями и попав под сильный удар вражеской авиации, спешно покинул этот район. В 18.00 связь штаба 6 гв. А с ним оборвалась и до исхода дня отсутствовала. Таким образом, командование армии не знало положения своих частей и ситуации в самом соединении, а главное – было лишено основного источника информации об оперативной обстановке на столь опасном участке.
Из итогового донесения штаба корпуса СС: «На стороне неприятеля, который сначала чрезвычайно упорно сражался, наблюдаются по мере развития нашего наступления, помимо ослабления сопротивления, также отступательные движения.