Удар огромной силы уже в первый день войны расколол фронт советских войск. К 12 часам 4-я танковая группа врага пробила брешь в обороне на стыке 8-й и 11-й армий.
23 июня противник продолжал развивать наступление. 8-я и 11-я армии прикрытия понесли большие потери и отходили по расходящимся направлениям. В стыке Северо-западного и Западного фронтов образовалась брешь шириной до 130 км, которую нечем было закрыть.
Контрудар 12-го и 3-го механизированных корпусов, осуществленный 23–24 июня, вследствие плохой организации и обеспечения свелся к поспешным несогласованным по месту и времени действиям. Его результаты оказались незначительными, а потери в танках большими. В 12-м механизированном корпусе к 29 июня они составили до 80 процентов материальной части. Авиация Северо-западного фронта лишилась 921 самолета.
Плохо управляемые соединения 11-й армии с боями пробивались в направлении Полоцка. К этому времени армия потеряла до 75% боевой техники и примерно 60% личного состава.
Чтобы восстановить фронт, важно было удержать оборонительный рубеж по правому берегу Западной Двины. Однако сдержать натиск сильных подвижных группировок противника здесь не удалось. 26 июня враг с ходу форсировал Западную Двину у Даугавпилса, 29 июня — у Екабпилса, а 30 июня — у Риги.
Таким образом, операция советских войск Северо-западного фронта в приграничных сражениях закончилась неудачей.
Западный особый военный округ, переименованный в Западный фронт, командующий генерал армии Д.Г. Павлов, начальник штаба В.Е. Климовских, член Военного совета корпусной комиссар А.Я. Фоминых, прикрывал направление на участке от южной границе Литовской ССР до северной границы Украинской ССР. В составе фронта насчитывалось около 672 тыс. человек, 10 087 орудий и минометов, 2201 (в том числе 383 KB и Т-34) танков и 1909 самолетов (из них 424 новых). Это составляло четверть войск, сосредоточенных в западных военных округах.
К началу войны большинство соединений находились в стадии реорганизации, перевооружения и формирования. Из шести создаваемых механизированных корпусов почти полностью имел материальную часть только 6-й. Остальные пять были укомплектованы на 5–50% танками БТ и Т-26. Три из четырех моторизованных дивизий не имели танков, автотранспорта и средств тяги для артиллерии. 17-й и 20-й мехкорпуса фактически были без танков.
Основу танкового парка составляли машины устаревших марок — 83%. С апреля 1941 г. они стали заменяться на Т-34 и KB, однако этот процесс происходил крайне медленно. К началу войны только 6-й мехкорпус располагал 352 новыми танками, что составляло 64,5% штатной численности. В остальных пяти корпусах машин современных конструкций практически не было. Остро ощущался недостаток артиллерии, боеприпасов к танковому вооружению.
Авиация фронта была оснащена в основном самолетами старых типов. Так, из 855 истребителей новыми были только 253 машины (29,6%), а из 466 фронтовых бомбардировщиков — лишь 139 (29,8%). Остро ощущалась нехватка штурмовых самолетов — основного средства поддержки войск. Всего было 85 машин, из них 8 Ил-2. В ВВС округа насчитывалось всего 224 неисправных самолета, на самом же деле в случае боевой тревоги не смогли бы подняться в воздух 342 боевые машины. В сложных метеоусловиях днем летала пятая часть экипажей. На новых самолетах при плохой погоде в дневное время вылеты совершали 64 экипажа (15%), а в ночное — только 4.
Оперативное развертывание войск осуществлялось по плану прикрытия государственной границы, который не был представлен Генштабом в Наркомат обороны и поэтому не был согласован и утвержден. Согласно ему на участке 470 км развертывались четыре армии. Полоса обороны 3-й армии достигала 120 км, 10-й — 200 км и 4-й — 150 км. Между 10-й и 4-й армиями должна была занять оборону 13-я армия, которая к началу войны так и не была сформирована.
Основная масса соединений округа сосредоточилась в Белостокском выступе. Из 26 дивизий первого эшелона здесь развертывались 19, в том числе все танковые и моторизованные. Наиболее сильная 10-я армия находилась в центре оперативного построения. Она была выдвинута вперед по сравнению с 3-й и 4-й. В результате фланги созданной группировки оказались слабыми, чем и воспользовался противник.
В ходе боев начального периода войны Западный фронт понес большие потери в людях и технике. Из 44 дивизий, имевшихся к началу войны, 24 были разгромлены. Оставшиеся 20 соединений лишились в среднем половины сил и средств, а авиация фронта — 1797 самолетов.
Войска Юго-западного фронта, командующий генерал М.П. Кирпонос, в приграничных сражениях более успешно, чем другие направления, сдерживали напор первой танковой группы Клейста, 3-го моторизованного корпуса генерала Маккензена и 48-го моторизованного корпуса генерала Кемпфа. Эти соединения входили в группу «Юг», командующий генерал-фельдмаршал Г. Рундштедт. Она была развернута от Полесья до Черного моря на фронте свыше 1300 км. На территории Румынии находились 11-я немецкая, 3-я и 4-я румынские полевые армии. Связующим звеном между основными силами группы армий «Юг» и войсками на территории Румынии служила карпатская группа венгерских войск.
Чтобы помешать продвижению группы Клейста и выиграть время для отвода своих войск, 5-я и 6-я армия и войска второго эшелона (4, 8, 9, 15, 19 и 22-я армии) и три стрелковых корпуса (31, 36 и 37-й) нанесли по ее флангу контрудар с севера силами двух корпусов. Контрудар готовился наспех. Корпуса в предыдущих боях до предела истощили свои силы, атаки осуществлялись на 100-километровом участке фронта и разновременно, не хватало боеприпасов.
Особенно трудно было сосредоточить механизированные корпуса. Среди них — 22-й, 4-й мехкорпус 5-й и 6-й армий, а также 15-й мехкорпус, которые с 22 июня вели напряженные бои в полосах своих армий. Для выдвижения на рубежи развертывания 8-му, 9-му и 19-му мехкорпусам пришлось совершить марш в 200–400 км. Из-за этого их дивизии вступали в сражение в разное время, по мере подхода к месту боя.
С 23 по 29 июня в районе Луцк, Радехов, Броды, Ровно развернулось встречное танковое сражение. Главные усилия войск Юго-западного фронта направлялись на разгром 1-й танковой группы, наступавшей в полосе смежных флангов 5-й 6-й армий, разрыв между которыми достигал 50 км. Удар по левому флангу танковой группы Э. Клейста со стороны Луцка на Дубно наносили 9-й и 19-й мехкорпуса. С юга, из района Броды на Радехов и Берестечко, в том же направлении наступали 15-й и 8-й мехкорпуса. В контрударах принимали участие также стрелковые дивизии 5-й и 6-й армий. Действия советских войск поддерживались фронтовой авиацией и дальнебомбардировочным корпусом. Однако из-за ограниченности времени организовать взаимодействия авиации с механизированными корпусами и общевойсковыми армиями командованию фронта не удалось. Поэтому прикрытие ударных группировок с воздуха было слабым.