Вместе с тем, как отмечает маршал Баграмян[160], ударная группировка 11-й гв. А рассекла немецкую оборону узким клином и, хотя успешно продвигалась в глубину, но ее фланги были прикрыты слабо. Противник подготавливал контрудар с запада, из района Медынцева, чтобы отрезать выдвинувшиеся далеко вперед части 5-го тк. Одновременно главные силы немецкой 25-й мд при содействии частей 293-й пд и поддержке авиации готовились нанести контрудар по левому флангу 36-го гвардейского корпуса, выдвинув разведывательный отряд мд в населенный пункт Меховое. Данные авиационной разведки и показания пленных свидетельствовали о том, что с юго-востока, из района Орла, подходят крупные колонны танковых и моторизованных войск противника. С полудня 13 июля резко возросла активность вражеской авиации: группы по 20–30 пикирующих бомбардировщиков наносили удары по боевым порядкам танковых и стрелковых корпусов. В сложившихся условиях, чтобы добиться развития тактического прорыва в оперативный, требовалось прежде всего использовать боевые возможности приданных армии танковых корпусов.
Соответственно, учитывая угрозу фланговых контрударов, Баграмян приказал генералу Сахно закрепиться основными силами 5-го тк на достигнутом рубеже и оттянуть назад танковые бригады, оторвавшиеся от других частей. В частности, командующий армией счел, что оставлять 70-ю тбр в Ягодной при отрыве ее от остальных частей корпуса более чем на 15 км нецелесообразно и опасно, поскольку это давало противнику возможность сравнительно легко отрезать ее от главных сил армии. Исходя из этого, Баграмян приказал бригаде отойти в район Крапивны[161]. Оставление Ягодной потребовало в дальнейшем двух дней упорных боев с подошедшими сюда резервами противника, что снизило темп продвижения советских войск и увеличило их потери. С другой стороны, командование 11-й гв. А решило нарастить усилия на Медынцевском направлении с целью разгромить части 5-й тд немцев до подхода их резервов, выдвигавшихся из района Орла.
Во второй половине дня 13 июля в сражение на Медынцевском направлении вступили соединения 1-го тк генерала Василия Буткова. В 14.30 часов командующий 11-й гв. А ввел 1-й тк вслед за 5-м тк в прорыв на участке Старица – Ульяново, поставив задачу ударом на Медынцево, во взаимодействии с левофланговыми частями 16-го гв. ск, уничтожить 5-ю тд немцев. Наступление корпуса генерала Буткова поддерживала 231-я штурмовая авиадивизия 1-й ВА под командованием полковника Леонида Чижикова, части которой 13 июля нанесли ряд ударов по опорным пунктам неприятеля в Медынцево и Дудорово (Дударово, 6 км юго-западнее Ульяново). По утверждению Баграмяна[162], в результате состоявшегося боя 5-й тд противника был нанесен громадный урон, она потеряла большое количество танков и оказалась обескровленной (согласно немецким источникам, фронтальные контратаки, которые 13 июля предпринимала 5-я тд, стали причиной потери 45 танков, тогда как у противника было подбито 40 боевых машин).
К 19 часам две бригады 1-го тк во взаимодействии со стрелковыми частями 1-й гв. сд генерала Кропотина овладели Медынцево и Дудорово. В итоге боев 13 июля частям 1-го тк удалось продвинуться на 12–15 км и овладеть тремя крупными опорными пунктами противника, который потерял подбитыми и уничтоженными 47 танков, 7 самоходных орудий, 2 бронемашины, 43 орудия разных калибров, 6 минометных батарей, 800 военнослужащих убитыми и взятыми в плен, а кроме этого, оставил три крупных склада. Потери 1-го тк составили 350 военнослужащих убитыми и ранеными, 10 танков было уничтожено и 13 машин получили боевые повреждения.
К 21 часу все танковые и мотострелковая бригады 1-го тк сосредоточились в районе Медынцево, Дудорово и в роще восточнее Дудорово, а подошедшие к реке Черебеть передовые отряды 16-го гв. ск начали преследование подразделений 5-й танковой и 293-й пехотной дивизий противника, отходящих в юго-западном направлении на Холмищи – Дудоровский. При этом в связи с тем, что 211-я пехотная и 5-я танковая дивизии оказались к северу и северо-западу от участка прорыва, потеряв контакт с 293-й пд, оперативная группа Мюллера перешла в подчинение командующего 55-го ак генерала Эриха Яшке (Йашке, Erich Jaschke).
Одновременно соединения 16-го гв. ск, наступая на юго-запад, продолжали расширять прорыв в сторону правого фланга 11-й гв. А и к исходу 13 июля с боями вышли на рубеж Чернышино – Дудорово, овладев несколькими опорными пунктами в полосе обороны немецкой 211-й пд. Вместе с тем вечером того же дня погиб командующий 16-го корпусом Герой Советского Союза генерал Афанасий Лапшов, а исполняющий обязанности начальника артиллерийской группы корпуса генерал Лавр Мазанов был взят немцами в плен (Лапшов и Мазанов поехали в район Медынцево осмотреть подбитые немецкие танки, среди которых якобы были «Тигры», и по дороге натолкнулись на одну из отходящих групп противника). В конце июля командующим 16-го гв. ск был назначен генерал Иван Федюнькин.