Учитывая развитие ситуации, к 11:30 командование 5-й гвардейской танковой армии организовало нанесение согласованных сходящихся ударов по обороне противника в совхозе «Октябрьский» общими силами 18-го и 29-го танковых корпусов: 31-й и 32-й танковых бригад полковников Степана Моисеева и Алексея Линева и 170-й танковой бригады под командованием подполковника Василия Тарасова. Около 13 часов, благодаря совместным атакам этих танковых бригад с юга и севера, некоторым танковым, мотострелковым и стрелковым частям атакующих войск удалось преодолеть первую линию германской обороны на участке высота 252,2—совхоз «Октябрьский», где удерживал позиции 2-й батальон 2-го панцер-гренадерского полка дивизии лейбштандарт СС «Адольф Гитлер» майора Зандига. Однако дальнейшее продвижение русских было задержано почти километровым противотанковым рвом на южных окраинах совхоза, о котором командование 5-й гвардейской танковой армии не было заранее информировано, а в ходе предварительной рекогносцировки местности и разведки его не обнаружили (если только рекогносцировка и разведка районов предстоящего наступления, занятых противником, вообще проводились).
Оборонявшиеся в совхозе эсэсовские подразделения понесли большие потери, поэтому майор Зандиг отдал приказ отступать из совхоза, но своим отступлением его батальон увлек за собой 31-ю и 32-ю танковые бригады русских, которые с ходу наткнулись на противотанковое препятствие. В 6-й танковой роте под командованием оберштурмфюре-ра СС Рудольфа Риббентропа (Rudolf Ribbentrop, сын министра иностранных дел Германии Йоахима Риббентропа, Joachim Ribbentrop), находившейся на окраинах совхоза, четыре машины из семи были подбиты огнем с ближней дистанции, а три другие, оставшиеся незамеченными в дыму и пыли, стали двигаться в боевых порядках русских танков до того момента, пока они не оказались под огнем 2-го танкового батальона танкового полка дивизии лейбштандарт СС «Адольф Гитлер», скрытно расположившегося за 800 м позади рва; тогда эти три немецких танка остановились и стали расстреливать советские машины с тыла, подбив за короткое время 19 из них. В результате своей стремительной атаки некоторые советские танки упали в ров, а другие вынуждены были маневрировать прямо напротив позиций эсэсовского танкового батальона, чтобы пройти вдоль рва, преодолеть его по единственному отремонтированному немцами мосту вблизи от железнодорожной насыпи, а затем выйти на поле за совхозом. Высота северного склона рва составляла около 4,5 м, а южного — приблизительно 1,2 м, так что попавшие туда танки могли выбраться только в сторону противника, подставив под огонь уязвимые места боевой машины, либо продолжать бой во рву в качестве практически неподвижных мишеней.
Другая часть боевых машин скучилась возле моста через ров, препятствуя движению друг друга, тогда как немцы вели непрерывный прицельный обстрел советской бронетехники. Согласно немецким данным, в течение трех часов боя 33 танка из 2-го танкового батальона танкового полка дивизии лейбштандарт СС «Адольф Гитлер», которым командовал штурмбаннфюрер СС Мартин Гросс (Martin Gross), подбили и уничтожили 62 советские машины типа Т-34 и Т-70 (22 июля 1943 года Мартин Гросс был награжден Рыцарским крестом).
К 14—15 часам наступление 29-го танкового корпуса остановилось. Советские стрелковые и танковые части овладели только высотой 252,2 и совхозом «Октябрьский». Воспользовавшись удачно складывающейся ситуацией, командир дивизии лейбштандарт СС «Адольф Гитлер» оберфюрер Виш, который наблюдал за боем с высоты 241,6 (севернее совхоза «Комсомолец», где был подготовлен сильный противотанковый опорный пункт), решил провести несколько фланговых контратак силами батальона Гросса, чтобы выбить противника из совхоза «Октябрьский». Однако решить эту задачу не удалось, поскольку в совхозе и на высоте уже заняли позиции батальоны 23-го гвардейского стрелкового полка гвардии подполковника Владимира Савинова из
9-й гвардейской воздушно-десантной дивизии (Владимир Сергеевич Савинов, по другим данным, являлся командиром 292-го гвардейского стрелкового полка 97-й гвардейской стрелковой дивизии и погиб 29 июля в бою в районе юго-восточнее села Дмитриевка), подразделения 53-й мотострелковой бригады 29-го танкового корпуса под командованием подполковника Николая Липичева, батареи 1446-го самоходного и 1000-го истребительно-противотанкового артиллерийских полков. Советские войска также отвечали контратаками 31-й танковой бригады с территории совхоза. К 17:30 немцам удалось отбить высоту 252,2, после чего около 18:00 обе стороны перешли на этом участке к обороне. Всего 29-й танковый корпус за 12 июля продвинулся на 2—2,5 км, но потерял при этом 153 танка и 19 САУ (~ 79 процентов от первоначального количества), из которых 103 танка и 14 САУ были уничтожены безвозвратно (~ 53 процента).
Две танковые бригады первого эшелона 18-го танкового корпуса наносили удар вдоль южного берега реки Псел, западнее совхоза «Октябрьский», с целью выхода к селам Грезное и Малые Маячки и окружения основных сил дивизии «Мертвая голова». Во втором эшелоне с интервалом 30 минут выдвигалась 32-я мотострелковая бригада при поддержке артиллерийской группы в составе 1000-го истребительно-противотанкового артиллерийского и 292-го минометного полков, а также 36-й гвардейский отдельный танковый полк прорыва. Третий эшелон составляла 110-я танковая бригада. Вслед за 18-м танковым корпусом наступал 127-й гвардейский стрелковый полк 42-й гвардейской стрелковой дивизии, усиленный артиллерийским дивизионом из артиллерийского полка этого же соединения.