Немецкое командование продолжило выполнение описанного в Директиве ОКВ № 41 плана и развернуло наступление с целью окружения и уничтожения основных сил Юго-Западного фронта. Выполнение этой задачи противником осуществлялось путем нанесения двух ударов: одного из района южнее Воронежа силами 4-й танковой и 6-й армий группы армий «Б» и другого из района Славянска, Артемовска силами 1-й танковой армии группы армий «А» в общем направлении на Миллерово.
Несмотря на полученный приказ на отвод войск и задержку танковой армии Г.Гота контрударами под Воронежем, полностью избежать удара несущегося на юг «парового катка» немецкого наступления войсками Юго-Западного фронта не удалось. Если армия Г.Гота задерживалась, то ХХХХ танковый корпус (летом 1942 г. началось массовое переименование немецких моторизованных корпусов в танковые) 6-й армии Ф.Паулюса никем скован не был. На тот момент в состав ХХХХ танкового корпуса генерала танковых войск Гейера фон Швеппенбурга входили 3-я и 23-я танковые дивизии, 29-я моторизованная, 100-я егерская и 336-я пехотная дивизии. Именно ХХХХ корпус обрушился на правое крыло Юго-Западного фронта, перешедшее к обороне на южном берегу реки Черная Калитва на участке от Новой Калитвы до Чупринина. Отошедшие на этот рубеж 9-я гвардейская, 199-я и 304-я стрелковые дивизии не успели организовать прочную оборону и были попросту сметены немецким наступлением.
7 июля, в разгар боев под Воронежем, ХХХХ танковый и VIII армейский корпуса армии Ф.Паулюса форсировали реку Черная Калитва и, развивая наступление на юго-восток, к исходу 11 июля вышли в район Кантемировки. Передовые соединения 4-й немецкой танковой армии, выведенные 9 июля из боя в районе Воронежа, выдвигались вдоль р. Дон на юг за ударной группировкой 6-й немецкой армии. К исходу 11 июля они достигли района Россоши. Основные силы Юго-Западного фронта, охваченные противником с северо-востока и востока и атакованные с фронта, вынуждены были вести тяжелые бои южнее и юго-западнее Кантемировки, потеряв связь со штабом фронта.
В связи с тем, что штаб Юго-Западного фронта, находившийся с 7 июля в городе Калаче (180 км юго-восточнее Воронежа), оказался оторванным от основной массы войск фронта, его 57, 28, 38-я и 9-я армии были переданы в состав Южного фронта. На Южном фронте Р.Я.Малиновского пока было относительно спокойно. Войска правого крыла и центра фронта в период с 7 по 11 июля под прикрытием арьергардов отходили назад на рубеж, проходящий примерно по меридиану Таганрога. Тем самым спрямлялась линия фронта и сохранялась локтевая связь с соседом справа.
Пока Южный фронт отходил назад, немецкое командование готовило операцию, симметричную дерзкой высадке в Керчи и Феодосии в декабре 1941 г. 11 июля 1942 г. Гитлером была подписана Директива ОКВ № 43, в которой предписывалось захватить морским десантом Анапу и Новороссийск. Черноморский флот предполагалось нейтрализовать с помощью Люфтваффе. Далее по северным склонам Кавказских гор высадившиеся войска должны были выйти к нефтяным полям Майкопа, а по берегу Черного моря — до Туапсе. Пятью днями спустя после подписания Директивы ОКВ № 43 Гитлер переехал в новую штаб-квартиру в 15 км северо-восточнее Винницы. Оборудованный там из бараков и блокгаузов лагерь получил наименование «Вервольф» (Оборотень).
Почти за год до описываемых событий точно так же передавались в состав Южного фронта потерявшие локтевую связь с основными силами Юго-Западного фронта 6-я и 12-я армии И.Н.Музыченко и П.Г.Понеделина. Судьба 6-й и 12-й армий тогда, как мы знаем, сложилась не лучшим образом. Летом 1942 г. все было не так драматично, но без катастрофы локального значения не обошлось. Летом 1942 г. 9-я и 38-я армии в несколько модернизированном виде повторили судьбу 6-й и 12-й армий лета 1941 г.
Точно так же, как в июле 1941 г., в июле 1942 г. между правым флангом Южного фронта и левым флангом Юго-Западного фронта зияла брешь шириной в несколько десятков километров. В эту брешь сразу же устремилась масса подвижных соединений противника. С целью отрезать пути отхода на восток всей группировке советских войск, действовавшей в Донбассе, были объединены усилия 1-й и 4-й немецких танковых армий. В состав 4-й танковой армии Г.Гота с 13 июля был передан из 6-й армии Ф.Паулюса наступавший на Миллерово ХХХХ танковый корпус. На время проведения операции против донбасской группировки советских войск обе танковые армии передавались в состав группы армий «А».
14 июня И.В.Сталин адресовал С.К.Тимошенко следующие, достаточно резкие слова:
«Ставка считает нетерпимым и недопустимым, что Военный совет фронта вот уже несколько дней не дает сведений о судьбе 28, 38-й и 57-й армий и 22-го танкового корпуса. Ставке известно из других источников, что штабы указанных армий отошли за Дон, но ни эти штабы, ни Военный совет фронта не сообщают Ставке, куда девались войска этих армий и какова их судьба, продолжают ли они борьбу или взяты в плен. В этих армиях находились, кажется, 14 дивизий. Ставка хочет знать, куда девались эти дивизии» (Русский архив: Великая Отечественная: Ставка ВГК. Документы и материалы. 1942 г.....С. 208—309).
Происходило с указанными дивизиями следующее. В то время как ХХХХ танковый корпус отрезал 9-й и 38-й армиям путь на восток, III танковый корпус Э. фон Маккензена 1-й танковой армии вклинился между 9-й армией тогда еще Юго-Западного фронта и 37-й армией Южного фронта. У хутора Водяной 15 июля 1942 г. немецкая 14-я танковая дивизия III танкового корпуса установила контакт с наступавшими ей навстречу соединениями ХХХХ танкового корпуса [46] и кольцо окружения вокруг войск 9, 38-й и части сил 24-й армий в районе Миллерово. Однако расстояние между внешним и внутренним фронтами «котла» было сравнительно небольшим, что позволило войскам 9-й и 38-й армий с переменным успехом прорываться из окружения.
На 1 июля 1942 г. в составе 9-й армии числились 51, 81, 106, 140, 255, 296, 318-я и 333-я стрелковые дивизии, а в составе 38-й армии 162, 199, 242, 277, 278-я и 304-я стрелковые дивизии. На 1 августа 1942 г. в 9-й армии числятся 51, 81, 106, 140, 242, 255, 296-я и 318-я стрелковые дивизии. В составе переформированной в 1-ю танковую армию 38-й армии числятся 131-я и 399-я стрелковые дивизии. Соответственно 162, 199, 277, 278-я и 304-я стрелковые дивизии исчезли в «котле» под Миллерово.
Соединения 24-й армии генерал-лейтенанта И.К.Смирнова, выдвигавшиеся из резерва Южного фронта в район Миллерово, были вынуждены с ходу вступить в бой с частями ХХХХ и III танковых корпусов, образовывавших внешний фронт окружения в районе Миллерово. Ударами танковых дивизий 24-я армия была отброшена на юг и юго-восток. В этой обстановке Ставка ВГК приказала командующему Южным фронтом Р.Я.Малиновскому отвести войска фронта за р. Дон в его нижнем течении. Поскольку теперь разворачивавшийся фронтом не на запад, а на север Южный фронт попадал в область ответственности С.М.Буденного, оборону предписывалось организовать во взаимодействии с 51-й армией Северо-Кавказского фронта. Р.Я.Малиновскому предписывалось организовать прочную оборону по южному берегу р. Дон от Верхне-Курмоярской до Батайска и далее по оборонительному рубежу, подготовленному на северных подступах к Ростову. Отход Южного фронта за Дон начался в ночь на 16 июля на участке Раздорская, Ростов.
Пока Южный фронт пытался спасти хотя бы часть поиск оторвавшегося левого крыла Юго-Западного фронтa, последний был 12 июня переименован в Сталинградский фронт. В состав фронта вошли 21-я армия из старого состава Юго-Западного фронта, а также 63-я (бывшая 5-я резервная армия), 62-я (бывшая 7-я резервная) и 64-я (бывшая 1 -я резервная) армии. Это было общим правилом — при попадании в первую линию резервная армия получала соответствующий номер из числа не занятых существующими реально или уже виртуально армий. В состав 62-й армии на тот момент входили 33-я гвардейская, 192, 147, 184, 196-я и 181-я стрелковые дивизии. Всостав 63-й — 14-я гвардейская, 1, 153, 127-я и 203-я стрелковые дивизии. В состав 64-й — 131, 229, 29, 18, 214-я и 112-я стрелковые дивизии. Командование переименованного фронта осталось прежним, то есть командующий — маршал С.К.Тимошенко, член Военного совета — Н.С.Хрущев, а начальник штаба — генерал-лейтенант П.И.Бодин. 17 июня в состав Сталинградского фронта директивой Ставки ВГК № 170513 также включались армии, от которых остались одни штабы — 28, 57-я и 38-я.
Последовавшие одна за другой неудачи под Харьковом и отход к Сталинграду с потерей дивизий в Миллерово переполнили чашу терпения Верховного Командующего. Директивой Ставки ВГК С.К.Тимошенко был отстранен от командования Сталинградским фронтом, и на его место был назначен генерал-лейтенант В.Н.Гордов, командовавший до этого 21-й армией. С.К.Тимошенко дадут возможность реабилитироваться на Северо-Западном фронте осенью 1942 г. — зимой 1943 г. в срезании Демянской группировки и проведении операции «Полярная звезда». Но реабилитироваться Семену Константиновичу так и не удастся.