По аналогичной схеме строилась оборона Брянского фронта, который синхронно с Западным фронтом получил аналогичную по содержанию директиву Ставки ВГК № 002375 о переходе к жёсткой обороне. Но, как и под Вязьмой, было неверно определено направление удара немцев. А. И. Ерёменко ожидал удара на Брянск и держал под Брянском свои основные резервы. Однако немцы нанесли удар в 120—150 км южнее. Немцами была спланирована операция против Брянского фронта в форме «асимметричных канн», когда на одном фланге осуществлялся глубокий прорыв левого крыла 2-й танковой группы из района Глухова, а навстречу ей южнее Брянска наносил удар LIII армейский корпус. По странному стечению обстоятельств направление главного удара немецких войск на Брянском фронте находилось на фронте так называемой «группы Ермакова», проводившей частную операцию на глуховском направлении с целью упрочнения стыка с Юго-Западным фронтом. В состав группы входили 2-я гвардейская, 160-я и 283-я стрелковые дивизии, 21-я и 52-я кавалерийские дивизии, пять артиллерийских полков, 121-я танковая бригада (18 Т-34 и 46 Т-26), 150-я танковая бригада (12 Т-34 и 8 Т-50) и 113-й отдельный танковый батальон (4 Т-34 и 11 Т-26).
Командующий 2-й танковой группой Г. Гудериан принял решение наступать на два дня раньше 3-й и 4-й танковых групп, чтобы воспользоваться массированной авиационной поддержкой со стороны ещё не задействованной в операциях других объединений группы армий «Центр» авиацией. Ещё одним аргументом было максимальное использование периода хорошей погоды, в полосе наступления 2-й танковой группы было мало дорог с твёрдым покрытием. Наступление началось 30 сентября. Командующий фронтом А. И. Ерёменко назначил на 3 октября контрудар по сходящимся направлениям по флангам вбитого в оборону фронта танкового клина силами 13-й армии и группы генерала Ермакова. Однако силы немцев были явно недооценены. Командование фронта оценивало их так:
«Противник силою одной танковой и одной моторизованной дивизии прорвался в направлении Севск...»[108].
Между тем в наступление перешли три моторизованных корпуса. Только против группы генерала Ермакова действовали вдвое большие силы. Соответственно, назначенные для контрудара три стрелковых дивизии группы Ермакова и две стрелковых дивизии 13-й армии могли нанести лишь булавочные уколы по флангам 2-й танковой группы. В лоб со стороны Севска по наступающему противнику должна была нанести удар свежая 42-я танковая бригада (7 KB, 22 Т-34, 32 Т-40) генерал-майора Н. И. Воейкова. Уже 3 октября части XXIV моторизованного корпуса ворвались в Орёл. Вечером 5 октября Брянскому фронту было разрешено отвести войска на вторую полосу обороны в районе Брянска и на рубеж р. Десна. Пока ещё фронту [223] предписывалось удерживать Брянск. Однако уже 6 октября 17-я танковая дивизия вышла к Брянску с тыла и захватила его, а Карачев был ещё утром того же дня захвачен 18-й танковой дивизией. А. И. Ерёменко был вынужден отдать приказ армиям фронта о бое «с перевёрнутым фронтом», то есть пробиваться на восток.
Начавшееся раньше операции на вяземском направлении наступление 2-й танковой группы вызвало оттягивание части сил с московского направления и из резерва Ставки. Уже 1 октября 1941 г. командующему Резервным фронтом директивой Ставки ВГК предписывалось выделить 49-ю армию (220-ю, 248-ю, 194-ю и 303-ю стрелковые дивизии, 29-ю, 31-ю и 41-ю кавалерийские дивизии, четыре артиллерийских полка ПТО) для её отправки в полосу Брянского фронта. Штаб армии должен был разместиться в Курске. Ранним утром 2 октября в направлении Мценска выдвигался резерв Ставки ВГК в лице 1-го гвардейского стрелкового корпуса. В состав корпуса включалась 6-я гвардейская стрелковая дивизия, 5-я гвардейская стрелковая дивизия (изъятая из резерва Западного фронта), 4-я танковая бригада полковника М. Е. Катукова, 11-я танковая бригада полковника П. М. Армана, 6-я резервная авиационная группа (два истребительных, один штурмовой авиаполки и один полк бомбардировщиков Пе-2). Против Гудериана также были брошены четыре авиадивизии авиации дальнего действия и 81-я авиадивизия особого назначения. Однако 4 октября 5-я гвардейская стрелковая дивизия была перенаправлена в 49-ю армию. Параллельно выдвижению 1-го гвардейского стрелкового корпуса Д. Д. Лелюшенко на курское направление была направлена 7-я гвардейская стрелковая дивизия, предназначавшаяся первоначально для 51-й отдельной армии в Крыму. Этой дивизии была придана 133-я танковая бригада. Первоначальные планы использования корпуса Лелюшенко и 7-й гвардейской дивизии предусматривали нанесение деблокирующих ударов навстречу армиям Брянского фронта.