Части 16-го танкового корпуса генерала-майора М. И. Павелкина (181 танк, из них 88 Т-34) вступили в бой 29 июня 1942 года. В течение 29 июня танковые бригады корпуса отбивали попытки немцев переправиться через реку Кшень, находясь под непрерывными бомбежками авиации противника. В ходе тяжелых боев к концу дня танковые бригады потеряли до 15 % танков, уничтожив 18 немецких боевых машин.

На следующий день корпус получил задачу - атаковать и уничтожить противника в районе Новый Поселок, где немецким частям удалось переправиться через Кшень. Однако, из-за непрерывных бомбежек выполнить эту задачу не удалось.

2 июля 1942 года в районе Волово - Васильевка части 109 и 164-й танковых бригад встретились с основными силами 11-й танковой дивизии 4-й танковой армии (с немецкой стороны в бою участвовало до 80 боевых машин). Весь день здесь шли тяжелые танковые бои, стоившие больших потерь обеим сторонам. Так, по показанию пленного ефрейтора 11-й танковой дивизии, к концу дня в его роте из 17 танков оставалось боеспособными лишь 8 машин». Но и потери 16-го танкового корпуса были большими. Например, только 164-я танковая бригада безвозвратно потеряла 10 Т-34 и 10 Т-60, а 360-й танковый батальон 109-й танковой бригады, потеряв в ходе боя связь со своим штабом, стал отходить, попал в засаду и был полностью уничтожен (в батальоне к тому времени насчитывалось 8 танков).

В течение последующих дней части корпуса получили задачу атаковать противника совместно с 1-м танковым корпусом и овладеть Захаров - кой. Однако из-за больших потерь и отставания 1-го танкового корпуса атака не удалась. Более того, 5 июля под давлением превосходящих частей противника, части 16-го танкового корпуса отошли на восточный берег реки Олым. Попытки корпуса в течение пяти раз восстановить положение успеха не имели.

Причиной неудачных действий 16-го танкового корпуса являлось плохое взаимодействие подразделений внутри танковых бригад, взаимодействие между бригадами практически отсутствовало, разведка почти не велась. Кроме того, в воздухе полностью господствовала немецкая авиация.

Бывшему командиру 9-й танковой бригады 16-го танкового корпуса, впоследствии генерал-полковнику танковых войск B. C. Архипову бои на реке Кшень запомнились «особенно крепко из-за многочисленных неиспользованных нами возможностей... Вместо того, чтобы сбить противника с плацдарма ударом танкового кулака, мы пытались столкнуть его пальцем. В первый день бросили против двадцати немецких танков и двух батальонов автоматчиков, овладевших Новым Поселком, примерно столько же стрелков, но вдвое меньше танков. На второй день - 20 наших танков против 4050 фашистских и так далее. Противник, наращивая свои силы, опережал нас, и если первый день боя за плацдарм мы имели общее превосходство в танках, но не использовали его в атаках, то к четвертому дню это превосходство перешло к противнику. Вот что значит применение танков с оглядкой, с дроблением танковых бригад и батальонов для закрытия брешей».

1 июля начальник Генерального штаба генерал-полковник А. М. Василевский по поручению Сталина передал командующему Брянским фронтом генерал-лейтенанту Ф. И. Голикову, что Ставка недовольна тем, что «некоторые танковые корпуса перестали быть танковыми и перешли на методы боевых действий пехоты, примеры: Катуков вместо быстрого уничтожения пехоты противника в течение суток занимался окружением двух полков, и вы, по-видимому, это поощряете; второй пример с корпусом Павелкина - отход 119-й отдельной стрелковой бригады заставляет кричать командира танкового корпуса об окружении его фланга. А где же танки? Разве так должны действовать танковые соединения?»