利用托马罗夫卡德军正面防线受到攻击的牵制，第1坦克集团军趁机展开进攻，目标是西南方向。8月5日傍晚，他们抵达了克里莫夫地区，成功切断了德军南撤的退路。这一举动为红军创造了有利局面，进一步压缩了德军的活动空间。
在第5坦克近卫集团军的作战区域，德第6装甲师以顽强的抵抗力，迫使红军在8月4日晚暂时调整计划。原本，罗特米斯特洛夫打算将第二梯队的第5近卫机械化军投入战斗，试图从左翼迂回，形成包围之势。然而，事情并没有按计划进行，因为瓦图京此前已经将第5机械化军调往苏草原方面军第53集团军，派遣其向西进攻别尔哥罗德。在这一情况下，罗特米斯特洛夫决定改变策略，得知第1坦克集团军突破成功后，他下定决心继续通过第29坦克军从正面牵制德军，同时指挥第18坦克军从第1坦克集团军突破区域出发，向德第6装甲师及第167步兵师的左翼发起迂回攻击。 为了应对这一突如其来的威胁，德军不得不将兵力向左翼调动，希望阻止红军的进攻。但这却意外导致了德军其他区域的兵力分布更加稀疏。到了5日，第5近卫坦克集团军已经深深威胁到了德军的后方，形势变得异常严峻。与此同时，在沃罗涅日方面军左翼的主攻取得显著进展的同时，右翼的红军也开始行动。为了从西侧威胁托马罗夫卡，红军第27集团军早在8月4日就派遣了精锐的先遣分队，悄然展开了对德第11装甲师前沿阵地的攻击。面对红军的猛攻，德军第11装甲师仅有50辆可用坦克，抵挡压力十分巨大。红军迅速夺取了德军的第一道防线，并在雷区中开辟出了一条通路，为后续的进攻创造了条件。到了8月5日凌晨，沃罗涅日方面军右翼的第27和第40集团军正式发起了全面进攻，进一步加大了对德军的压迫力度。
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