Командующий 5-й гвардейской армией генерал А.С. Жадов в книге «Четыре года войны» писал, что 10 июля на его командном пункте маршал А.М. Василевский сказал: «Обстановка в полосе 1-й гвардейской и 1-й танковой армий очень сложная. Противник рвётся на Обоянь. Не исключена возможность, что он перегруппирует свои главные силы, попытается нанести удар на Прохоровку и далее повернуть на север, чтобы обойти Обоянь с востока. Поэтому нужно быстрее выйти (войскам армии) на указанный рубеж, организовать оборону и не допустить прорыва противника за реку Псёл».
Занятие оборонительных позиций соединения армии начали утром 11 июля. Дивизии 32-го гвардейского стрелкового корпуса занимали оборону по северному берегу р. Псёл на участке Обоянь, Ольховатка. Впереди атаки небольших групп танков противника отражали части 31-го и 10-го танковых корпусов 1-й танковой армии совместно с частями 51-й гвардейской стрелковой дивизии 6-й гвардейской армии.
Соединения 33-го гвардейского стрелкового корпуса занимали оборону на рубеже Семёновка, Весёлый. Перед ними вела тяжёлый бой с танками противника 52-я гвардейская стрелковая дивизия той же армии. Сплошного фронта не было. Поэтому части 95-й гвардейской стрелковой дивизии и 9-й гвардейской воздушно-десантной дивизии, не успев занять оборону, вынуждены были с ходу вступить в бой с атакующими частями 2-го танкового корпуса СС. Первый удар принял 3-й батальон 26-го воздушно-десантного полка, оборонявший совхоз «Октябрьский» Он был атакован батальоном пехоты противника, при поддержке 40 танков. Атаке предшествовали короткая, но мощная артиллерийская подготовка и бомбовый удар немецкой авиации. Завязался ожесточённый бой. Но силы были неравными, и противник начал теснить наши подразделения. Яростным атакам подверглись 287-й гвардейский стрелковый полк и 290-й стрелковый полк 95-й гвардейской стрелковой дивизии.
В середине дня на высоту 252,2 и в направлении совхоза «Октябрьский» гитлеровцы бросили до сотни танков. По позициям 26-го гвардейского воздушно-десантного и 287-го гвардейского стрелкового полков нанесли бомбовый удар более 50 бомбардировщиков противника.
К вечеру пришлось ввести в дело резерв армии – 42-ю гвардейскую стрелковую дивизию – и перебросить сюда же истребительно-противотанковый и реактивный миномётный полки. К ночи враг, продвинувшийся на 2–3 километра, был остановлен.
К исходу 11 июля на этом участке Воронежского фронта положение становилось всё более угрожающим. Исправить его должен был намечавшийся контрудар.
Вечером 11-го июля 5-я гвардейская армия получила приказ на нанесение контрудара левофланговым 33-м стрелковым корпусом совместно с 5-й гвардейской танковой армией в направлении Большие Маячки, а правофланговым 32-м корпусом совместно с 6-й гвардейской армией в направлении Красная Поляна, Гремячий. Ближайшей задачей армии был выход в район Грязное, Малые Маячки, Тетеревино, совхоз «Комсомольский», последующая – в район Погореловка, Яковлево.
В 8 часов утра 12 июля вместе с танкистами 5-й гвардейской танковой армии поднялись в атаку дивизии 33-го гвардейского стрелкового корпуса. Однако далеко вперед продвинуться им не удалось. Правофланговые 95-я и 42-я гвардейские стрелковые дивизии были атакованы частями танковой дивизии СС «Мёртвая голова» (более 100 танков). Во второй половине дня большой группе вражеской мотопехоты с танками удалось на узком участке прорваться через боевые порядки дивизий в направлении высоты 226,6 и выйти в район хутора Полежаев, что западнее Прохоровки. Далее к востоку наших войск не было. Создалось опасное положение на флангах 5-й гвардейской танковой армии и 33-го гвардейского стрелкового корпуса. Из состава танковой армии в полосу корпуса были выдвинуты 24-я танковая и 10-я механизированная гвардейские бригады, которые совместно со стрелковыми частями контратаковали прорвавшуюся группировку противника и вынудили её перейти к обороне.
В разгар сражения 12 июля перед полосами обороны 11-й мотострелковой бригады и соседних стрелковых частей стала сосредоточиваться 11-я танковая дивизия противника, которая ночью была переброшена с Обоянского направления. После артиллерийской подготовки и ударов авиации эта дивизия с 12 часов перешла в наступление, нанося главный удар на Красный Октябрь, высота 226, 0. Ожесточённый бой длился беспрерывно более 5 часов.
Прорвав оборону соседних с 11-й мотострелковой бригадой соединений, противник форсировал р. Псёл и продолжил развивать наступление в северном и северо-восточном направлениях, охватывая с двух сторон боевые порядки бригады. Бой продолжался ещё более двух часов. Бригада, в которой оставалось около 30 % личного состава, вырвалась из кольца и отошла за боевые порядки 95-й и 52-й гвардейских стрелковых дивизий.