Около 9 часов панцер-гренадерский полк дивизии «Великая Германия» под командованием подполковника Карла Лоренца, наступавший при поддержке танкового батальона (50–60 танков), атаковал на стыке 517-го и 735-го стрелковых полков 166-й сд, прорвал их оборону и вышел к населенному пункту Велико-Озерский (потеряв в ходе атаки до 20 танков). Поэтому для развития успеха в 10 часов командование дивизии «Великая Германия» решило задействовать на этом же направлении панцер-фузилерный полк полковника Германа Шульте-Хойтхауса (Hermann Schulte-Heuthaus) и второй танковый батальон дивизионного танкового полка. Всего, по оценкам штаба 27-й А[987], в наступлении было использовано до 130 танков и штурмовых орудий и два мотопехотных полка. В то же время командир 166-й сд полковник Полторжицкий перебросил к участку прорыва 423-й сп, находившийся во втором эшелоне, а также дивизионный противотанковый резерв. Ведущая роль в борьбе с немецкими танками вновь принадлежала артиллерии – по некоторым данным[988], в ходе боя за передний край обороны части 166-й сд огнем своей артиллерии вывели из строя свыше 30 немецких танков. Однако бомбоштурмовые удары германской авиации, проводившиеся при отсутствии в воздухе советских истребителей, привели к тому, что на участке 517-го и 423-го стрелковых полков почти все орудия полковой, дивизионной и приданной артиллерии были разбиты и уничтожены, тягачи сожжены, а командный пункт дивизии, находившийся в районе совхоза «Ударник», в течение почти двух часов подвергался непрерывной бомбардировке с воздуха[989]. Командование немецкого 8-го авиакорпуса направило на поддержку контрудара своих наземных войск под Ахтыркой пять авиационных групп – одну группу истребителей, две бомбардировщиков и две пикирующих бомбардировщиков, а всего за 18 августа экипажи корпуса совершили 785 самолето-вылетов, из которых 510 выполнили бомбардировщики[990]. Авиация советской 2-й ВА в первой половине этого дня действовала по ранее намеченным планам – наносила удары по железнодорожным станциям Ковяги, Лебедин, Водяная с целью срыва вражеских перевозок. Только после 12 часов командование армии начало ставить соединениям задачи по воздействию на войска противника в районе Ахтырки и на переправах через Ворсклу, однако за день удалось организовать всего 476 самолето-вылетов, из которых 257 выполнили ударные самолеты, в том числе 5-й шак обеспечил 70 самолето-вылетов, 202-я бомбардировочная дивизия – 56 и только 291-я штурмовая дивизия – 131 самолето-вылет (на каждый исправный штурмовик в дивизии полковника Витрука пришлось пять вылетов)[991].
Стремясь быстрее прорвать оборону советских войск на всю тактическую глубину и выйти на оперативный простор, генерал Вальтер Хернлейн решил наращивать силу удара, поэтому в 11.30 18 августа направил в наступление сводную танковую боевую группу под управлением капитана Вальтера Витерсгейма (Walter Wietersheim), что позволило немцам к 13 часам прорваться через позиции 735-го сп подполковника Николая Забродина в район сов хоза «Ударник», к месту расположения командного пункта 166-й сд. 15 немецких танков начали обстрел командного пункта, вследствие чего он был сменен[992], так что части дивизии на некоторое время остались без управления.
Потеряв около 40 танков подбитыми и уничтоженными[993], к 14 часам немецкие моторизованные части продвинулись вдоль шоссе Харьков – Ахтырка до совхоза «Ильичевка», а к 15 часам группа из 25–30 танков при поддержке панцер-гренадеров взяла Каплуновку, в 20 км юго-восточнее Ахтырки, от которой оставалось всего около 8 км до Краснокутска (из Каплуновки немцы немедленно выслали на юг, юго-восток и восток три разведывательные группы на бронетранспортерах, которые обнаружили прибытие новых сил противника – это были подходящие к фронту войска советской 4-й гв. А[994]).
Развивая прорыв, немцы вышли на позиции вражеской армейской артиллерии, – так, младший лейтенант Александр Гайдаш, командир огневого взвода 92-й тяжелой гаубичной бригады 17-й артдивизии 7-го акп (по штату такая бригада состояла из четырех дивизионов 152-мм гаубиц по две 4-орудийные батареи в каждом, или четырех дивизионов более мощных 152-мм гаубиц-пушек, по четыре 2-орудийные батареи в дивизионе[995]), приданной 27-й А, 18 августа 1943 года оказался со своим взводом в окружении под Ахтыркой, но организовал бой подразделения и подбил 7 танков, 2 бронемашины, 7 мотоциклов, за что ему было присвоено звание Героя Советского Союза. Заместитель командира дивизиона этой же тяжелой гаубичной артбригады старший лейтенант Григорий Головин в бою под городом Ахтыркой 18 августа принял командование частью на себя, когда тяжело ранило командира дивизиона, и, умело организовав круговую оборону, отбил несколько танковых атак противника, в результате чего орудиями дивизиона было подбито 9 танков, 3 бронетранспортера, САУ и бронемашина, уничтожено и рассеяно свыше батальона автоматчиков, за что Головину также было присвоено звание Героя Советского Союза.