Вполне естественно, что успех защитников Воронежа зависел и от того, как быстро подойдут отступающие под натиском противника 40-я и 13-я армии Брянского фронта и успеют ли они окопаться на восточном берегу.
3 июля началась эвакуация жителей города, и враг предпринял первую попытку форсировать Дон в районах переправ у г. Семилуки, Новоживотинное и Малышево. Но получил достойный отпор.
Части и соединения 6-й немецкой армии 5 июля 1942 года захватили районный город Острогожск. К Коротояку отступили наши танковые корпуса Мишулина (4 тк), Баданова (24 тк) и стали переправляться на восточный берег Дона.
Несмотря на строгий запрет Ставки «не вводить танки разрозненно в бой», Голиков пренебрег указанием, и танковые бригады 18-го танкового корпуса были направлены в разные рарйоны города. Это было вызвано сложной обстановкой. Возражения Черняховского по поводу такого использования корпуса не были приняты во внимание.
В тот период, наведя понтонные переправы, противник успел создать на левом берегу Дона у Семилук и Малышево три опорных плацдарма и начал наступление на пригороды Воронежа.
Черняховский вместе с воинами своих танковых бригад в районе совхоза «Ударник» лично пошел в бой на «Т-34». Это было сделано специально. Своим личным примером командир корпуса решил воодушевить танкистов. За ним ринулись 14 экипажей. В ближнем бою наши танкисты подбили несколько вражеских машин. Но навстречу выдвинулось еще два десятка немецких танков. Тогда командир корпуса принял решение ввести в бой свой резерв. Танки двигались лоб в лоб. На поле боя запылали еще 8 немецких танков. Часть вражеских танков повернули вспять.
— Догнать! — скомандовал Иван Данилович и сам ринулся вперед. Но в этот момент вражеский снаряд угодил в машину командира. От удара снаряда по броне Черняховский получил контузию. Ему необходимо было лечь в госпиталь, но он отказался, так как положение на северном участке Воронежа, где действовала 181-я танковая бригада, было сложным.
Тяжелое положение наших войск обострилось 7 июля 1942 года, когда противник при поддержке сильного артиллерийского огня ввел в бой новые и свежие резервы. Почти целую неделю черняховцы отражали натиск врага, не давая ему окружить Воронеж и захватить его полностью. Однако, ворвавшись в центральную часть города, немцы засели на правобережных высотах. Это была выгодная позиция. Весь город и особенно его луговая левобережная часть была как на ладони.
7 июля 1942 года решением Ставки ВГК из левого фланга Брянского фронта был создан Воронежский фронт в составе 60-й (бывшая 3-я резервная), 40-й и 6-й (6-я резервная) армий, 4, 17, 18, 24-го танковых корпусов и 2-й Воздушной армии генерала С. А. Красовского. Ближайшей задачей вновь созданного фронтового объединения была «во что бы то ни стало очистить восточный берег р. Дон от противника и срочно закрепиться для обороны на этом берегу в пределах всей полосы фронта».