Ввод в сражение на западном направлении войск Фронта резервных армий позволил лишь несколько изменить количественное соотношение в силах (главным образом в людях) в нашу пользу на некоторых участках фронта. С 21 июля по 7 августа советское командование попыталось организовать и провести контрнаступление с целью срыва наступления врага на главном стратегическом направлении. Маршал Тимошенко докладывал в Генштаб: «Я все, что в моих силах, сделал, собрал и направил на усиление Хоменко и Калинина. Но Вы знаете, что пушек у меня нет, самолетов нет и людей очень мало».
В ходе боевых действий, кроме района Смоленска и Ельни, образовался новый очаг борьбы — на р. Сож и в междуречье Днепра и Березины. Для удобства управления войсками из 13-й и 21-й армий левого крыла Западного фронта и выдвинутой из резерва 3-й армии 24 июля был создан самостоятельный Центральный фронт под командованием генерал-полковника Ф.И. Кузнецова. Членом Военного совета фронта был назначен П.К. Пономаренко, начальником штаба — полковник Л.М. Сандалов. В конце июля на Смоленщине с новой силой развернулись наступательные и оборонительные бои.
Первой 23 июля нанесла удар в районе Рославля группа генерал-лейтенанта В.Я. Качалова (сд — 2, тд — 1). На следующий день из района юго-западнее Белый перешла в наступление группа генерал-майора В.А. Хоменко. В эту группу, кроме трех дивизий 30-й армии (242, 251 и 25О-я сд), входили также одна дивизия из состава 19-й армии и 107-я мотострелковая дивизия, имевшая около 200 танков (из них более половины были устаревшие Т-26). Группа генерала С.А. Калинина в составе 53-го стрелкового корпуса (91-я и 166-я сд) получила задачу наступать из района 30 км северо-восточнее Ярцево в юго-западном направлении и во взаимодействии с группой генерал-майора В.А. Хоменко уничтожить смоленско-ярцевскую группировку противника. К сожалению, вместо того чтобы создать мощный танковый кулак на одном из направлений (главном), решили усилить дивизии опергрупп генералов Калинина и Хоменко одним танковым батальоном в составе 21 танка каждую (10 Т-34, 11 БТ или пушечных Т-26). Для этого из 110-й и 102-й танковых дивизий изъяли 60 танков Т-34 и 60 БТ (пушечных Т-26). Группа генерал-лейтенанта К.К. Рокоссовского (сд — 2, тд — 1)в течение нескольких дней отражала атаки противника, пытавшегося прорваться к Ельне и Вязьме, и только 28 июля смогла нанести удар. Последней выступила группа генерала И.И. Масленникова (252, 256 и 243-я сд, два бронепоезда).
Бои сразу приняли встречный характер и были крайне ожесточенными. Взаимодействие между группами и с войсками 16-й и 20-й армий в районе Смоленска организовать не удалось, и контрнаступление не достигло поставленной цели. При этом наши войска понесли большие потери. Немецкое командование стремилось замкнуть с востока кольцо окружения вокруг 16-й и 20-й армий, оборонявшихся в районе Смоленска и северо-западнее его. С этой целью противник 26–27 июля нанес также удар силами 7-й танковой и 20-й моторизованной дивизий из района северо-западнее Ярцево на юг, в направлении Соловьево, где находилась чрезвычайно важная для окруженных армий переправа через Днепр. Одновременно с юга из района западнее Ельни в том же направлении нанесла удар частью сил 17-я танковая дивизия.