Разыгравшееся на левом фланге 40-й армии во второй половине дня 30 июня крупное танковое сражение между дивизиями 48-го танкового корпуса вермахта и танковыми корпусами оперативной группы Федоренко, также было проиграно Красной Армией. Если 4-й танковый корпус генерал-майора ВА Мишулина (145 танков, из них 26 Т-34), перейдя в наступление из района Старого Оскола, к исходу дня достиг Горшечного, разгромив при этом передовые части противника, то 17-й корпус генерал-майора Н. В. Фекленко (179 танков, из них 88 Т-34), прибыл из Воронежа без тылов и сразу не мог участвовать в контрударе. Это поставило в тяжелое положение части 4-го танкового корпуса.

Отсутствие связи и плохое управление подвижными войсками привело к тому, что сильного, одновременного удара не получилось. Так, 17-й танковый корпус нанес удар по противнику силами только одной бригады из района Орехово - Горшечное. Остальные части корпуса из-за плохой разведки отклонились от заданного направления на 12 км к востоку и в обшей атаке участия не принимали.

17-й танковый корпус (66,67, 174-я танковые, 31-я мотострелковая бригады) был сформирован в Сталинграде в июне 1942 года, после чего убыл на Брянский фронт и 24 июня разгрузился в Воронеже. Сюда же из Москвы прибыло командование корпуса и работники штаба.

28 июня 1942 года корпус перебрасывается в район Касторной для нанесения контрудара по прорвавшейся немецкой группировке. 30 июня 31-я мотострелковая бригада была атакована частями дивизии «Великая Германия». В результате боя мотострелки совместно с подошедшей 102-й танковой бригадой 4-го танкового корпуса подбили и уничтожили 17 вражеских танков. 67-я танковая бригада 17-го корпуса, перебрасываемая на помощь 31-й мотострелковой и двигавшаяся без разведки, неожиданно столкнулась с немецкими танками. В результате часового боя 67-я бригада потеряла 20 боевых машин подбитыми и сгоревшими и отошла.

На следующий день перешла в атаку 174-я танковая бригада, но не поддержанная 66-й танковой бригадой, как это предусматривалось планом, вынуждена была вести бой с превосходящими силами противника. В результате этого, а также четырех крупных авианалетов на боевые порядки 174-й танковой бригады, она потеряла 23 танка Т-34 и вынуждена была отойти. После отхода 174-й танковой бригады немцы, подтянув силы, атаковали деревню Кулевка. где находилась 66-я танковая бригада. В результате 11-часового боя эта бригада была окружена и отошла.