19日10时30分，集团军所属第12、15坦克军开始进攻，但遭到了德军第2、8装甲师的反击。德第8装甲师阻止住了第15坦克军的前进，但红军第12坦克军仍向前推进。到19日晚，第3近卫坦克集团军推进了大约8——10公里。

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就在此时，布良斯克方面军司令波波夫注意到德军正从姆芩斯克向奥廖尔调动援兵。为此他变更了第3近卫坦克集团军的进攻方向，改为指向奥廖尔以北，姆芩斯克以南的奥特拉达，并在那里夺占奥卡河渡口。

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7月20日，第3近卫坦克集团军经过部署变更后，继续进攻。第12、15坦克军超越步兵高速推进，于黄昏时分抵达姆芩斯克—奥廖尔公路，在这里吃掉了几支德军车队后，冲到奥卡河。第3近卫坦克集团军司令雷巴尔科将预备队第2机械化军也投入战斗。但由于遭遇德军顽抗，坦克部队又缺乏工兵支援，强渡奥卡河未能成功。

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奥廖尔以北，莫德尔所面临的形势最为凶险。攻击此处的红军第11近卫集团军，虽然没有得到应有的兵力，却依然来势凶猛。司令巴格拉米扬企图一举切断奥廖尔—布良斯克交通线，把德军围困在突出部内！