Днем 2 июля части 24-го танкового корпуса были атакованы дивизиями 48-го танкового корпуса немцев. В результате боя, из-за плохой связи между соседями части 54-й танковой бригады были окружены, но к вечеру сумели вырваться из кольца. При этом было потеряно 6 Т-60, 1 Т-34 и уничтожено 8 немецких танков. В последующие дни бригады корпуса, ведя непрерывные арьегардные бои с немецкими танковыми частями, отходили к Дону. При этом большое количество танков (особенно КВ-1) было подорвано экипажами из-за отсутствия горючего и технических неисправностей. Дело в том, что танковые бригады в ходе боев были отрезаны от своих тылов и испытывали большие трудности с обеспечением ремонтными, эвакуационными средствами и горючим. Например, 54-я бригада 5-6 июля подорвала 3 Т-34 (2 из-за отсутствия горючего и 1 застрявший в болоте, из-за невозможности эвакуировать).

К вечеру 6 июля части 24-го танкового корпуса подошли к переправе через Дон в районе Урыв, где и заняли оборону. К этому времени в бригадах осталось 90 танков, из них 30 Т-34. В последующие дни части корпуса вели бои с немецкими частями, пытавшимися занять переправу через Дон в районе Урыва. Однако танкисты несли потери не только от огня противника. Так, в ночь с 7 на 8 июля 1942 года командир 2-го танкового батальона 54-й танковой бригады капитан Бессонов и комиссар батальона старший политрук Кривенко, оставив свою часть, переправившись на восточный берег реки, «откуда отдали приказание командирам подразделений, чтобы они вели свои танки на другой берег Дона для их затопления. В результате этого 3 Т-34 потоплены в Дону, а 5 Т-34 брошены на поле боя, 2 из которых уничтожены (подорвана моторная группа)».

11 июля, из-за больших потерь в танках, на восточный берег Дона переправилась 4-я гвардейская бригада, передав оставшиеся 3 KB и 13 Т-60 24-й мотострелковой бригаде. 14 июля переправилась 54-я танковая бригада, передав оставшиеся 5 Т-34 и 5 Т-60 130-й танковой бригаде. Кроме танков, в распоряжение 130-й бригады были переданы мотострелковые батальоны 4-й гвардейской и 54-й танковых бригад.

Части 24-го танкового корпуса вели бои в районе Урыв вплоть до конца июля, а затем были отведены в тыл. По состоянию на вечер 25 июля части корпуса еще имели на ходу 13 танков, из них 7 Т-34

30 июля 1942 года из района Волчанска противник силами 6-й армии и 40 го танкового корпуса перешел в наступление и в полосе Юго-Западного фронта, нанося главный удар в стык 21 - й и 28-й армий. Сбив стрелковые части, 6-я немецкая армия вышли к позициям 13-го танкового корпуса генерал-майора П. Е. Шурова (163 танка, из них 51 Т-34). Зенитной артиллерии корпус не имел, а разведывательные и ремонтные подразделения были не укомплектованы людьми и техникой.