Но Николай Федорович настаивал на своем варианте наступления. Что двигало им? Ответ лежит на поверхности: на Букринский плацдарм уже были стянуты основные силы фронта, их переброска на новый участок требовала затрат и времени. Кроме того, другие плацдармы были в разы меньше Букринского, и развернуть там большую группировку не представлялось возможным. Об этом Ватутин не единожды говорил с Жуковым и сумел его убедить атаковать с Букринского плацдарма.
Наступление войск фронта началось 12 октября. После артиллерийской и авиационной подготовки вперёд пошли 47, 40 и 27-я армии и сразу же натолкнулись на ожесточённое сопротивление немцев. Ввод Ватутиным 3-й танковой армии также не помог «прорубить» глубоко эшелонированную оборону противника. В первый день наступления войска сумели продвинуться на разных участках всего лишь на 1—8 километров.
К сожалению, не принесли успеха и последующие дни. Такое положение дел не устраивало Ватутина. В ночь на 15 октября он в ряде своих распоряжений жёстко потребовал выполнения армиями возложенных на них задач. В шифрограмме на имя командующего 38-й армией генерал-полковника К. С. Москаленко, подписанной в 1.50, Николай Федорович указывал:
«Действия армии медлительны и недостаточно организованны. Назначенные сроки наступления по несколько раз изменяются, переносятся без особых на то причин без разрешения Военного Совета фронта.
Приказываю наступление всеми силами продолжать с утра 15.10.43 г. и не допускать отмеченных выше недочётов.
Быстро и организованно ввести в бой Кравченко (корпус указать) и совместно со стрелковыми дивизиями разгромить противника на подступах к Киеву. В дальнейшем стремительной атакой овладеть Киевом».
Шифротелеграмму аналогичного содержания, подписанную Ватутиным, получил в ту же ночь и командующий 60-й армией генерал-лейтенант И. Д. Черняховский. В ней говорилось: «Войска армии почти на всех участках успеха не имеют, топчутся на месте. Главной из причин является распыление сил и средств вместо того, чтобы на участке каждого наступающего соединения сосредоточивать превосходство сил на главных направлениях и создать большую плотность артиллерийского и миномётного огня на участке главного удара.
Если Вы не примете решительных мер для проталкивания 1-го гвардейского кавкорпуса в глубину противника, то есть опасность, что кавкорпус превратится в обычное стрелковое соединение и будет истощен в бесплодных лобовых атаках, совершенно потеряет свою роль как подвижно-маневренное соединение. Приказываю:
1. Наметить и организовать прорыв фронта противника на узком участке, создав плотность артогня не менее 150 стволов на один километр фронта. На этом же участке массированно использовать танки, во что бы то ни стало прорвать фронт обороны противника и пропустить 1-й гвардейский кавалерийский корпус для развития успеха.
2. Во всех наступающих соединениях четко выражать участок и направление главного удара и обеспечивать на них превосходство сил и большую плотность огня.
3. Исполнение и Ваши мероприятия донести».
Жёсткие указания Ватутина не возымели действия. Войска дважды переходили в наступление, но прорвать созданный противником мощный рубеж с достаточным количеством живой силы и техники, инженерными сооружениями, минными полями им так и не удалось.
Какие мысли и чувства были в голове Николая Федоровича, можно только догадываться. Внешне он оставался спокойным, не расслаблял волю, но внутри всё клокотало. Отдавать приказ командармам на начало очередного наступления? И опять биться как рыба об лёд... Готовить новую операцию? Но резервы все исчерпаны. Что отвечать Сталину? Ведь накануне наступления он твердо заверил Верховного, что войска фронта выполнят поставленные задачи. А в результате всю неделю топтались на месте и понесли огромные потери. Вопросы, вопросы... Они не давали покоя ни днём ни ночью. Надо было искать выход и исправлять положение.
Военный совет Воронежского фронта доложил в Ставку 18 октября о текущей ситуации: «В настоящее время на плацдарме непосредственно в 20—30 км севернее Киева (плацдарм в районе Лютежа) 38-я армия сломила сопротивление противника и преследует его. Имеется полная возможность развивать дальнейший успех в юго-западном направлении; однако резервов для этого не имеем. Имеется также возможность развить успех с плацдарма 60-й армии (Черняховского), но также не имеем сил... Развитие успеха севернее Киева значительно облегчало бы прорыв фронта с Букринского плацдарма и облегчило бы полное выполнение поставленных Вами задач фронту».
Как видно из доклада, войска фронта были готовы продолжать наступление, но для этого, читаем между строк, нужны резервы и дополнительные силы. Пока ждали решения Ставки, Ватутин приказал командармам все атаки прекратить, а войскам закрепиться на достигнутых рубежах. 23 октября Сталин заслушал его доклад о сложившейся обстановке. Обратимся к воспоминаниям К. С. Москаленко: