Угроза с этой стороны была более чем реальной, так как К. С. Москаленко начинал наступательную операцию без 4-го танкового корпуса, который по плану должен был наносить удар как раз на правом фланге ударной группы. Поэтому командование армии решило оставить одну из двух истребительных бригад, усиленную армейским батальоном противотанковых ружей и учебным батальоном стрелковой дивизии, в обороне восточнее села Сторожевое 1-е, к югу от которого находился участок прорыва. Кроме того, на правом фланге армии наступала сильная ударная группа в составе 141, 25-й гвардейской стрелковых дивизий, 253-й стрелковой и 116-й танковой бригад. Причем достигнутый ими в ходе операции рубеж должна была закрепить вторая истребительная бригада.
Наконец, сверх всего этого командующий фронтом по просьбе К. С. Москаленко направил в район восточнее сторожевского плацдарма из своего резерва 322-ю стрелковую дивизию, с тем чтобы она участвовала в парировании возможного контрудара справа.
Угрозу левому флангу, где на 28-километровом фронте остались только несколько боевых подразделений и два учебных батальона, предупредили действиями 107-й стрелковой дивизии и 86-й танковой бригады. После прорыва обороны они должны были, прикрывшись заслоном со стороны Коротояка, нанести удар на юг, на Острогожск. Этот город им предстояло освободить и тем самым рассечь окружаемую группировку противника уже до взаимодействия с наступавшими левее частями 18-го стрелкового корпуса и 3-й танковой армии.
Ранее уже говорилось о намеченных мерах по рассечению всей острогожско-россошанской группировки противника, в осуществлении которых принимали участие 107-я стрелковая дивизия и 86-я танковая бригада. Одновременно наступавшие справа от них войска армии должны были к исходу четвертого-пятого дня выйти на рубеж Сторожевое 1-е — Касьянов — Новая Солдатка — Прудки — Иловское. Там, у города Алексеевка, им предстояло соединиться с 15-м танковым корпусом 3-й танковой армии и тем самым замкнуть кольцо окружения вокруг острогожско-россошанской группировки противника.
Таковы были задачи войск 40-й армии в операции по окружению и рассечению этой группировки. Осуществление их, как уже показано, началось успешно. Однако поскольку 13 января в наступление перешла только 40-я армия, то против нее и направил противник свои контрмеры.
Кроме 700-го сводного танкового батальона он в тот же день перебросил сюда два пехотных полка немецкой 168-й пехотной дивизии из полосы 18-го стрелкового корпуса. Это облегчило последнему начатые им на следующий день, 14 января, наступательные действия со щучьенского плацдарма. На участке 40-й армии прибытие подкреплений противника замедлило темп прорыва обороны.
В первые часы боя резко обозначился успех наступления в центре и на левом фланге. Там действовали соответственно 340-я стрелковая дивизия генерал-майора С. С. Мартиросяна совместно со 150-й танковой бригадой подполковника И. В. Сафронова (4 T-60, 10 Т-70, 29 Т-34) и 107-я стрелковая дивизия полковника П. М. Бежко с 86-й танковой бригадой подполковника В. Г. Засеева. При мощной поддержке артиллерии, непрерывным огнем обеспечивавшей атаку пехоты и танков, наступающие быстро продвигались вперед.
Примерно треть артиллерии, находясь в боевых порядках позади пехотных цепей, сопровождала атаку пехоты и танков. Она уничтожала противотанковые средства противника и огневые точки, мешавшие продвижению пехоты. Другая треть огнем с закрытых позиций расчищала дальнейший путь пехоте и танкам, а последняя, меняя огневые позиции, приближалась к атакующим.
Управление артиллерией было централизовано, сосредоточено в руках командующего артиллерией армии. В его распоряжении была хорошо налаженная связь — проводная и радио. Благодаря этому имелась возможность в нужный момент организовать массированный огонь по местам сосредоточения противника как на переднем крае, так и в глубине обороны. Создавая таким образом перевес мощных огневых средств, командование армии могло влиять на исход боя, обеспечивать войскам армии непрерывное продвижение вперед.
Части 340-й стрелковой дивизии, овладев Урыво-Покровским, наступали на Болдыревку. В этом районе 150-я танковая бригада столкнулась с контратакующими частями немецкого 700-го сводного танкового батальона. Завязался ожесточенный бой. Потеряв 14 танков и около 200 пленных, противник оставил Болдыревку.
Среди пленных оказался один из офицеров 700-го батальона, чей танк таранила наша «тридцатьчетверка». Он сообщил, что его часть имела около 60 танков и 10 штурмовых орудий. От него советское командование также узнало, что в упомянутом бою участвовал первый эшелон в составе 30 танков, имевший задачу восстановить положение в районе сторожевского плацдарма. Из этого следовало, что германское командование все еще не составило себе ясного представления о масштабах советского наступления. Далее из показаний пленного явствовало, что частям Красной армии предстоит еще иметь дело со вторым эшелоном 700-го батальона противника, находившимся в 5 км к западу от Болдыревки. Освобождение этого населенного пункта и расположенной невдалеке высоты 177 означало, кроме всего прочего, что рокадная дорога Воронеж — Острогожск перерезана и тем самым стеснен маневр немецких войск вдоль фронта.
107-я стрелковая дивизия к этому времени овладела опорным пунктом противника в селе Девица. Здесь было захвачено около 200 пленных.
Части 25-й гвардейской стрелковой дивизии начали продвигаться вперед лишь во второй половине дня. Используя успешное наступление 340-й стрелковой дивизии, они обошли правый фланг противостоящего соединения противника и завязали бой за Довгалевку. Там они и встретились с одним из двух пехотных полков 168-й немецкой пехотной дивизии, прибывших в качестве подкрепления. Ожесточенное сопротивление противника удалось сломить лишь к утру 14 января.
В целом войска армии в течение 13 января достигли значительного успеха. Ее ударная группировка прорвала главную полосу немецкой обороны на 10 км по фронту и в глубину, освободила населенные пункты Довгалевка, Болдыревка, Девица. Задача первого дня операции была почти полностью выполнена. 18-й стрелковый корпус и 3-я танковая армия 14 января также начали прорыв обороны противника.
40-я же армия в этот день продолжала наступление. Дальнейшая ее задача состояла в том, чтобы углубить прорыв и овладеть второй полосой немецкой обороны, на которую накануне войска армии вышли на отдельных направлениях. Тем самым предполагалось помешать противнику закрепиться на ней своими отступающими войсками и перебрасываемыми сюда резервами, довершить разгром противостоящей группировки. Эта задача осложнялась тем, что некоторые участки второй полосы обороны противника уже оказались занятыми частями трех немецких пехотных дивизий — упоминавшейся 168-й, а также 68-й и 88-й, успевшими подтянуться к фронту прорыва.
Для усиления натиска и увеличения темпов наступления с утра 14 января командованием 40-й армии были введены в бой 305-я стрелковая дивизия и 253-я стрелковая бригада из второго эшелона.
253-я стрелковая бригада, которой командовал подполковник М. Н. Красин, была укомплектована курсантами военных училищ. Она являлась одним из лучших соединений в составе 40-й армии и блестяще оправдала возлагаемые на нее надежды. Бригада была введена в бой в стыке между 141-й и 25-й гвардейской стрелковыми дивизиями, составлявшими как бы группу, в которую входила также 116-я танковая бригада. Два батальона последней тесно взаимодействовали со 141-й, а два других — с 25-й гвардейской стрелковыми дивизиями.
Эта группа действовала весьма успешно. Части 141-й стрелковой дивизии, обойдя главные силы противостоявшей немецкой дивизии, нанесли ей с запада удар во фланг и в тыл. К исходу дня они овладели сильным узлом сопротивления в Сторожевом 1-м и завязали бой за село Архангельское. Наступавшая левее 253-я стрелковая бригада, ломая сопротивление противника, с боями продвинулась на 8 км. В результате успешных действий этих двух соединений прорыв был расширен вправо, а действия главных сил армии надежно обеспечены с севера.