В этой обстановке генерал Гот, игнорируя мнение «фюрера», принимает самостоятельное решение — форсировать Дон и овладеть Воронежем. Действуя таким образом, Гот исходил из сложившегося у него и у его подчиненных мнения о том, что сопротивление войск Брянского и Юго-Западного фронтов вот-вот должно иссякнуть. Поскольку 48-й корпус его танковой армии продвигался, практически не встречая сопротивления, в тот момент он полагал, что победа вместе с Воронежем со дня на день должна была «упасть в его руки». Как уже говорилось, солидарны с Готом в этом сложном вопросе были и его непосредственные начальники — Вейхс и фон Бок. Но к этому времени германские тылы были уже не в состоянии обеспечить непрерывное снабжение горючим всех подвижных соединений группы армий «Юг». Поэтому было принято решение оставить без горючего 23 тд из 40-го танкового корпуса вермахта, которая должна была из района Старого Оскола двинуться на соединение со своим корпусом, чтобы усилить его удар. Дефицитное топливо в первую очередь шло в дивизии и части 4-й танковой армии.
Германское командование так «манил» Воронеж, что оно не стало доводить до логического завершения операцию по окружению левого крыла 40-й армии Брянского фронта. Дело в том, что в ночь на 3 июля в районе Старый Оскол, Горшечное соединились передовые части 4-й танковой армии и 40-го танкового корпуса 6-й полевой армии вермахта. В результате этого маневра от основных сил были отрезаны правофланговые дивизии 21-й армии и части 13-го танкового корпуса Юго-Западного фронта и левофланговые соединения 40-й (212, 45, 62 сд; 141 осбр) армии Брянского фронта. Но так как «добыча» по германским меркам в то время была слишком ничтожна (по немецким оценкам, в «старооскольском котле» находилось около 40 тыс. чел. —
Немецкие войска, словно «стая гончих», приближались к Дону в районе Воронежа. Уже утром 3 июля разведывательные подразделения 48-го корпуса вермахта вышли на широком фронте к Дону выше устья реки Воронеж. Из всех советских войск на этом рубеже располагалась только 232 сд. Все три полка этого соединения имели задачу удерживать районы переправ через реку, создав там предмостные укрепления. Правофланговый 712-й полк этой дивизии и часть сил 75-го полевого УРа находились на правом фланге соединения у Хвощеватки в районе Новожитинного, значительно севернее того участка, где немцы пытались форсировать Дон, и участия в боях не принимали. Именно через эти переправы впоследствии отошли за Дон дивизии 40-й армии.
Центральную группу мостов в районе Семилук прикрывал 605-й стрелковый полк при поддержке орудий из 425-го артполка 232 сд. Южнее, у устья реки Воронеж, оборону занимал 498-й стрелковый полк, который в свою очередь был усилен истребительно-противотанковым дивизионом соединения. Стык между полками в районе Петино прикрывал сводный батальон учебного центра Юго-Западного фронта. Другой батальон центра и два эскадрона 11-го запасного кавалерийского полка располагались южнее устья реки Воронеж. Они прикрывали рубеж Дона с направления Гремячего. В резерве комдива 232 И.И. Улитина имелся учебный батальон соединения, вооруженный только личным оружием младших командиров — револьверами.
Появление немецких войск у Воронежа днем 3 июля явилось полной неожиданностью для советского командования. И Ставка, и командующий Брянским фронтом ожидали, что к городу должны были в самое ближайшее время подойти соединения 40-й армии. На это же рассчитывал и новый командарм 40 генерал-лейтенант М.М. Попов. Поэтому оборона мостов через Дон имела своей целью удержать переправы. Задача недопущения немцев на левый берег Дона была с точки зрения советского командования менее актуальной. Поэтому на западном берегу части 232 сд создали предмостные укрепления, в которых находилось до трети сил соединения. Основная группировка наших войск располагалась на восточном берегу.
В тылу этих позиций помимо прибывающего эшелонами и сосредотачивающегося 18 тк находился и гарнизон города Воронежа. Он состоял из семи батальонов (из состава) четырех полков НКВД, батальона народного ополчения, подразделений двух зенитно-артиллерийских и одного зенитно-пулеметного полков ПВО. Кроме того, имелся еще бронепоезд «Чапаев», но он действовал на левом берегу реки Воронеж.