Используя плацдармы на правом берегу Дона, а в ряде мест форсировав реку по льду, наши части практически с ходу ворвались на передний край обороны противника. Однако в ходе артподготовки не удалось подавить все огневые точки противника, поэтому наступающие части 1-й гвардейской армии были встречены мощным огнем. Особо сильное сопротивление встретили 41-я и 44-я гвардейские стрелковые дивизии, атаковавшие в горловине излучины, в центре ударной группировки. Здесь, в районе высот 197,0, 200,8 и 217,2 итальянцами были заранее подготовлены хорошо укреплённые узлы сопротивления, прикрытые минными полями, поэтому в течение дня советские войска практически не имели продвижения.
Чуть лучше шли дела у 195-й дивизии 1-й гвардейской армии — к середине дня ей удалось преодолеть первую линию обороны противника и выйти на северные скаты высот 158,1 и 155,0, а также на западный склон высоты 197,0. На левом фланге некоторого успеха достигли 412-й и 408-й полки 1-й стрелковой дивизии, которым удалось под сильным огнем противника выйти к деревне Свинюха и высоте 196,0.
Противник ввёл в бой дивизионные резервы и при поддержке артиллерии начал контратаки, в ряде мест поддержанные танками и бронемашинами. Так, на стыке 564-го и 604-го полков 195-й стрелковой дивизии после полудня была отмечена атака до 20 танков противника, из которых 9 были подбиты огнем противотанковых пушек 41-го отдельного истребительно-противотанкового дивизиона, переправленного на правый берег Дона. А вот переправа 475-го артполка дивизии задержалась до ночи, в связи с чем командир дивизии счел необходимым временно прекратить наступление.
Поскольку прорыв обороны затягивался, командующий армией почти сразу же решил для допрорыва обороны использовать танковые корпуса — хотя этим ослаблялась их ударная мощь в последующем наступлении.
В 11:00 на плацдарме были введены 25-й и 18-й танковые корпуса, в 11:30 к ним присоединился 17-й танковый корпус, взятый из состава 6-й армии. Однако, подойдя к высотам 197,0 и 217,2, запиравшим выход из излучины Дона, передовые части 25-го танкового корпуса наткнулись на минное поле и потеряли 11 машин; еще 9 танков было подбито на нейтральной полосе артиллерийским огнем противника.
Поскольку накануне саперы должны были разминировать этот участок, на командном пункте 1-й гвардейской армии возникло короткое разбирательство между командармом Кузнецовым и находившемся здесь же Ватутиным. Кузнецов быстро нашелся — он объяснил, что немцы ставили мины летом и осенью, образовалось три слоя, и нижний слой из-за промерзшей земли саперы не обнаружили. Ватутин сделал вид, что поверил — и приказал остановить атаку танков до полного разминирования проходов. Ночью ремонтники смогли вытащить с поля боя все 20 подбитых танков.
Тем временем противник перебросил к месту наступления свои резервы — бригаду чернорубашечников «23 марта», а также 201-й дивизион штурмовых орудий. Уже вечером эти силы вновь попытались перейти в контратаку. К фронту выдвигалась и 385-я пехотная дивизия, которая должна была сменить дивизию «Коссерия» — последней следовало выдвинуться правее и занять вторую и третью полосы обороны против дивизии «Равенна».
Но этот сложный маневр провести так и не удалось: наступление в полосе 6-й армии развивалось даже более успешно. Здесь к полудню части 267-й дивизии 15-го стрелкового корпуса заняли Дерзовку, выбив из нее 318-й немецкий полк и продвинулись до вершины высоты 204,1. В остальной полосе 15-го стрелкового корпуса наши войска тоже вышли на южный берег Дона, продвинувшись на 2–3 км от реки и захватив высоты 191,1 и 162,3. Еще правее 127-я стрелковая дивизия захватила высоты 199,5 и 197,1 и вышла на восточную окраину Новой Калитвы. К утру следующего дня по организованным переправам на плацдарм уже была переброшена вся дивизионная артиллерия и истребительно-противотанковые полки 6-й армии.
Таким образом, успех 6-й армии в первой половине 16 декабря обеспечивал возможность для планового ввода в бой 17-го танкового корпуса. Но увы — к этому моменту командующий Юго-Западным фронтом наконец-то исполнил свое давнее желание, добившись передачи корпуса в оперативное подчинение 1-й гвардейской армии (судя по всему, мотивировав этот шаг наличием в излучине заранее подготовленных переправ). В результате вместо того, чтобы быть введенным в прорыв согласно плану и графику операции, корпус всю вторую половину дня 16 декабря проторчал перед минными полями у высоты 197,0. К сожалению, это был не первый и не последний случай, когда самодеятельность и самонадеянность Ватутина приносила явный вред делу…