Для ликвидации полуокруженной группировки противника Ватутин решил использовать 32-й гвардейский стрелковый корпус (из 5-й гвардейской армии), а также 6-ю гвардейскую армию и 23-й стрелковый корпус 27-й армии. Также в тыл оборонявшимся в районе Борисовки немецким частям был развернут 31-й танковый корпус 1-й танковой армии. Две его бригады перехватили пути отхода из Борисовки на юг.
Кроме того, 13-я гвардейская стрелковая дивизия форсированным маршем вышла в район Головчино, чтобы не допустить прорыва на юго-запад в полосе железной дороги и шоссе Борисовка, Грайворон. С целью ускорения выполнения полученной задачи командир дивизии выбросил на Головчино десант в составе 11 танков и батальона автоматчиков, который к 18.00 6 августа овладел станцией Хотмыжск. Этот отряд захватил пять железнодорожных эшелонов (315 вагонов) и несколько крупных складов с боеприпасами и продовольствием. Кольцо окружения вокруг немецких частей в районе Борисовки замкнулось.
В 2 часа ночи 7 августа части 66-й в 97-й гвардейских стрелковых дивизий атаковали Борисовку с востока, юго-востока и юга. Дальнейшее удержание этого опорного пункта становилось бессмысленным, он грозил стать мышеловкой для занимавших его немцев. Во второй половине ночи началась серия попыток прорыва. Некоторые группы немцев просто просочились в промежутки, не занятые советскими частями. Но в некоторых случаях прорыв осуществлялся грубой силой. С 3.00 до 13.00 7 августа на 13-ю гвардейскую стрелковую дивизию обрушилось последовательно шесть атак противника. Атаки осуществлялись группами силой 300-1200 солдат и офицеров, усиленных 5-20 танками.
Брошенные на сборном пункте аварийных машин в Борисовке танки «Пантера»
Танки становились тараном, который позволял пробиваться вперед. Так, в 8.00 7 августа танковые засады 237-й танковой бригады 31-го танкового корпуса были атакованы крупной группой танков и пехоты противника. В результате боя немцам удалось прорваться на Гайворон, потеряв, по советским данным, 14 танков и 2 самоходки. Соответственно 237-я бригада потеряла в этом бою 7 танков Т-34 сгоревшими и 3 подбитыми.
Но не все попытки прорыва были успешными. Всего в районе Борисовки было взято 450 пленных. Среди трупов убитых немцев оказался труп командира 19-й танковой дивизии генерал-лейтенанта Шмидта. Катуков писал в мемуарах об обстоятельствах гибели немецкого генерала: «Командир 19-й танковой дивизии генерал Шмидт был убит осколком бомбы. Его штабную машину с документами и личными вещами пригнали на КП армии наши танкисты». Также немцы были вынуждены бросить в районе Борисовки большое количество техники, находившейся в ремонте. Так, в районе Борисовки, Головчина и Грайворона было брошено или подорвано 75 «Пантер» из 51-го батальона. Из этого числа 35 танков Pz.V «Пантера» были взорваны при отходе непосредственно в Борисовке, где располагались ремонтные мастерские 39-го танкового полка «Пантер».