С выходом советских войск к Хотмыжску, Березовке, Головчино и Грайворону группировка войск немецкой 4-й ТА, включавшая части трех пехотных (57, 255, 332-я) и одной танковой (19-я) дивизий со средствами усиления, которая, по некоторым данным[758], насчитывала около 20 тыс. человек личного состава и до 100 боеготовых танков и САУ, оказалась в окружении в районе Томаровка – Борисовка – Головчино.

По утверждению генерала Эрхарда Рауса[759], 5 августа 19-я и 6-я танковые дивизии 48-го тк предприняли попытку скоординированного встречного удара по флангам 1-й и 5-й гвардейской танковых армий ВорФ с целью закрыть прорыв на участке от Томаровки до Белгорода и блокировать продвигавшиеся в тыл 4-й ТА подвижные соединения противника. Однако к началу атаки в составе двух этих дивизий оставалось всего 12 боеготовых танков, поэтому 19-я тд в результате попала в окружение, а 6-я тд была отброшена в полосу 11-го ак оперативной группы «Кемпф».

В связи с этим генерал Густав Шмидт, осуществлявший оперативное руководство действиями томаровско-борисовской группировки немецких войск, утром 6 августа получил от командования 48-го тк задачу как можно быстрее отвести все свои силы на юго-запад, заняв промежуточный оборонительный рубеж в районе Грайворона и обеспечив развертывание прибывающей мд «Великая Германия» на линии Грайворон – Ахтырка[760]. Однако организовать отступление в течение 6 августа генералу Шмидту так и не удалось.

В 2 часа ночи 7 августа части 66-й и 97-й гвардейских стрелковых дивизий 32-го гв. ск 5-й гв. А атаковали Борисовку с востока, юго-востока и юга и выбили немцев из этого опорного пункта. Ошеломленные внезапной ночной атакой, немцы частью сил отошли в лесной массив Заповедник и урочище Куроедское, где они были атакованы и уничтожены войсками 6-й гвардейской и 27-й армий, а главными силами прорвались через заслоны 97-й гв. сд 5-й гв. А и сосредоточились в районе Зозули – Никольский – Головчино. В сложившейся обстановке генерал Шмидт принял решение всеми силами немедленно пробиваться на юг, используя промежутки в кольце окружения, еще не занятые советскими войсками, а сам со своим штабом направился в совхоз «Березовский» (в районе Березовки), куда уже выдвинулся штаб 13-й гв. сд генерала Бакланова, так что в совхозе произошел ночной бой между советскими и немецкими штабными подразделениями[761].

Основная германская группировка разделилась на несколько боевых групп численностью от 300 до 1200 человек пехоты с минометами, каждая группа в сопровождении 5—20 танков и штурмовых орудий, которые в период с 3 до 13 часов 7 августа предприняли на разных участках от шести до двенадцати атак в южном направлении[762]. Основной удар пришелся на участке в районе Березовки, занятом 21-й гв. тбр 5-го гв. тк полковника Овчаренко и частями 13-й гв. сд генерала Бакланова. При отражении атаки на северо-западные окраины Березовки погиб командир артдивизиона 13-й дивизии Герой Советского Союза майор Иван Михайлович Быков. Вместе с тем, по свидетельству самого генерала Бакланова[763]: «…большую часть немцев охватила паника, и они прорывались на широком фронте без какой-либо организации, бежали по всем проселочным дорогам, прямо по полям, вдоль глубоких оврагов, бежали, охваченные страхом смерти, и в этом неудержимом и безоглядном бегстве таилась некая грозная сила – сила отчаяния». Страх перед окружением у немцев был так велик, что в некоторых местах им удалось мелкими группами пробиться на юг.

По советским данным[764], в целом прорыв не удался, и к исходу 7 августа томаровско-борисовская группировка была полностью ликвидирована, а потери немецких войск составили свыше 5 тыс. солдат и офицеров убитыми, от 450 до 2 тыс. пленными, приблизительно 100 танков (из них около 50 уничтожено, от 20 до 45 захвачены исправными в ремонтных мастерских, хотя часть из них была заминирована), от 100 до 500 автомашин. В то же время генерал Жадов указывает[765], что остатки разгромленных немецких дивизий в беспорядке отступили на Грайворон и Ахтырку. Информация ГШ Красной армии свидетельствует, что все соединения, входившие в томаровско-борисовскую группировку, в дальнейшем принимали участие в боевых действиях на Богодуховском и Ахтырском направлениях, причем, по некоторым сведениям, к 31 августа в частях 19-й тд еще насчитывалось 39 танков, из которых 9 боеготовых[766]. Учитывая общую численность окруженной томаровско-борисовской группировки – до 20 тыс. солдат и офицеров, из окружения, по-видимому, вышло около 10 тыс. военнослужащих. Однако при этом немцами была потеряна вся артиллерия и транспорт.

По утверждению Вернера Хаупта[767], разбитые в боях 19-я танковая, 57, 255 и 332-я пехотные дивизии вынуждены были пробиваться на запад сквозь боевые порядки противника, однако им удалось прорваться благодаря поддержке, оказанной со стороны 11-й тд под командованием генерала Йоханна Микля (Johann Mickl), и затем соединиться с частями мд «Великая Германия».

Выход 13-й гв. тбр 4-го гв. тк на Грайворон крайне осложнил положение группы генерала Шмидта, поскольку теперь русские надежно заблокировали основные коммуникации, идущие в юго-западном направлении, образуя внешнюю линию окружения группы. Стремясь помочь своим войскам, командование 48-го тк к утру 7 августа подтянуло в район Грайворона боевую группу 11-й тд – до полка панцер-гренадер с танками и штурмовыми орудиями. Этими силами немцы с ходу атаковали 13-ю гв. тбр полковника Баукова, которая удерживала позиции на восточной окраине Грайворона, и связали боем 12-ю танковую и 3-ю мотострелковую гвардейские бригады 4-го гв. тк, а также части 163-й сд 27-й А, которые 7 августа подошли к Грайворону с северо-запада. Для преодоления вражеского сопротивления штаб 4-го гв. тк запросил помощи авиации, поэтому 202-я и 293-я бомбардировочные дивизии полковников Степана Нечипоренко и Гурия Грибакина из состава 1-го бак полковника Ивана Полбина направили на бомбардировку противника в районе Грайворона пять групп самолетов общим количеством 39 машин[768]. После авиационного удара, обстрела артиллерии 27-й А и атаки танков 4-го гв. тк, поддержанных стрелковыми частями, немцы отступили от Грайворона, причем в этих боях погиб подполковник Георг Вильгельм (Georg Wilhelm), командир 911-го батальона штурмовых орудий, по-прежнему действовавшего совместно с 11-й тд[769]. Вместе с тем, хотя 11-й тд не удалось освободить дорогу через Грайворон на юг – на Большую Писаревку, ее атаки не позволили русским нанести удар по частям томаровско-борисовской группировки, отступающим от Борисовки.