Ночь с 5 на 6 июля была использована на подготовку контрудара по новому плану: 3-й танковый корпус вышел к Городище; 16-й танковый корпус занял исходные позиции в районе 2-е Поныри, Кутырки; 19-й танковый корпус, получивший задачу на наступление в новом для него направлении, потратил много времени на рекогносцировку местности и подготовку проходов через боевые порядки пехоты. Особенно много времени было затрачено на организацию проходов через минные поля и другие противотанковые препятствия, установленные советскими войсками в глубине обороны. В результате не только к утру, но и к полудню 6 июля 19-й танковый корпус не был готов к наступлению и не участвовал в контрударе, который наносили части 16-го танкового и 17-го гвардейского стрелкового корпусов (16-й танковый корпус насчитывал свыше 9400 человек личного состава, 139 танков типа Т-34, 45 танков Т-70 и 17 танков Т-60, 52 бронеавтомобиля и бронетранспортера, 12 зенитных 85-мм орудий, 24 полевых 76-мм орудия, 32 противотанковые 45-мм пушки[951]).
Для артиллерийского обеспечения контрудара были привлечены части 5-й артиллерийской дивизии 4-го артиллерийского корпуса прорыва; 21-я отдельная минометная бригада, два гвардейских минометных полка и два самоходно-артиллерийских полка (12 САУ типа СУ-152, 14 СУ-122, 1 танк КВ-1С[952]) 13-й армии; 1-я гвардейская артиллерийская дивизия и гвардейский минометный полк 70-й армии; 68-я отдельная пушечная артиллерийская бригада из резерва фронта; вся войсковая артиллерия соединений, наносивших контрудар[953]. В результате на участке протяженностью 15 километров, где сосредотачивались соединения 17-го гвардейского стрелкового и 16-го танкового корпусов, было сконцентрировано 908 орудий, 637 минометов и более 200 установок полевой реактивной артиллерии[954], так что артиллерийская плотность здесь достигала свыше 116 стволов на километр, то есть примерно в 1,5 раза выше, чем у наступающей группировки противника. В отличие от стрелковых и танковых войск большинство артиллерийских частей получило для подготовки огня около 8–9 часов светлого времени, за исключением артиллерии 17-го гвардейского стрелкового и 16-го танкового корпусов, которая окончательно заняла позиции к 2.30 6 июля.
Всего лишь через 80 минут, на рассвете, в 3.50 (по московскому времени) вся артиллерия произвела 10-минутный огневой налет; при этом авиационная поддержка контрудара вначале отсутствовала. В 4 часа утра части 15-й стрелковой дивизии 29-го стрелкового корпуса, 75-я и 6-я гвардейские стрелковые дивизии 17-го стрелкового корпуса и две танковые бригады 16-го танкового корпуса перешли в атаку на участке Саборовка – Снова, в направлении на Подолянь, Степь, Бутырки. Танковые бригады наступали двумя эшелонами: в первом эшелоне 107-я танковая бригада при поддержке двух батальонов 6-й гвардейской стрелковой дивизии; 164-я бригада в эшелоне уступом влево вместе с двумя батальонами 75-й гвардейской стрелковой дивизии.
Германская артиллерия вначале отвечала контрбатарейным огнем. По мере продвижения вперед пехоты и танков русских артиллерия и самоходные орудия немцев, уже приготовившиеся к отражению контратак противника, открыли огонь по боевым порядкам наступающих, вследствие чего следовавшая за танками пехота 75-й и 6-й гвардейских дивизий стала искать укрытий, залегать и отставать. Поэтому отдельные танковые подразделения вынуждены были возвращаться к своей залегшей пехоте, чтобы помочь им продвигаться вперед, прикрывая бойцов броней. Как видно, русские оказались в таком же положении, что и немцы за сутки до этого. Однако важным отличием было то, что командующий 16-й воздушной армией генерал Руденко указал нанести сосредоточенный удар по главной группировке противника в районе Подолянь, Саборовка и Бутырки в 5 часов утра 6 июля силами 140 самолетов[955]. Поэтому советская бомбардировочная авиация появилась на поле боя только после 6 часов утра[956], и ее немедленно атаковали вражеские истребители, так что существенной авиационной поддержки советские войска вообще не получили. Тем не менее через два часа боя наступающие танковые части двух бригад 16-го танкового корпуса все-таки вынудили противника к отходу и вышли на рубеж 1-е Поныри, Дружовецкий, Бобрик. Продвинувшись на два километра, они деблокировали ранее окруженные и уцелевшие подразделения 15-й стрелковой дивизии – всего около трех-четырех батальонов и много отдельных групп.
В это время немцы ввели в бой второй эшелон 47-го корпуса (2-ю и 9-ю танковые дивизии, всего около 250 танков, скрытно сосредоточенные в районе Бутырки), которые расстреляли советские боевые машины огнем с места, а затем, чередуя оборону с контратаками, оттеснили советские войска в исходное положение.