Медленный прорыв войсками группы армий «Юг» пограничных укреплений на Украине привел к полному фиаско немецкого наступления на этом направлении. Фронт 5, 6 и 26-й армий был уже в первые два дня боев существенно усилен за счет дивизий «глубинных» корпусов — 31, 36, 37и 55-го стрелковых корпусов. С большим трудом 6-й армии удалось расширить плацдармы на восточном берегу Буга и ввести в бой танковые дивизии III и XXXXVIII моторизованных корпусов. 11-я танковая дивизия «вскрыла» плацдарм под Сокалем и устремилась на восток, к Берестечко. Однако в этот момент последовал контрудар 8-го механизированного корпуса. Новым советским танкам удалось прорваться прямо к берегу Буга. КВ и Т-34 расстреливали из своих орудий сооруженные немцами мосты. Тем не менее дезорганизация ПВО мостов через Буг, ввиду прорыва к ним советских танков, благоприятствовала успеху авиации. Мосты под Сокалем были разрушены ударами СБ и ДБ-3 ВВС Юго-Западного фронта.
Однако триумф советских танкистов был краткосрочным. Атаки на ощетинившийся 88-мм зенитками плацдарм привели к тяжелым потерям танков 8-го мехкорпуса. Он был обескровлен буквально за два дня. Все пространство перед плацдармом, на самом плацдарме и даже на берегу Буга было заставлено обгорелыми остовами новейших КВ и Т-34, старых, но внушительных Т-35 и многочисленными Т-26 и БТ. Германское командование изменило свои планы и бросило в атаку с плацдарма находившийся в резерве XIV танковый корпус Виттерсгейма. Совместное наступление XXXXVIII и XIV танковых корпусов поколебало оборону 5-й армии. Первым же ударом немцы вышли в тыл советской обороны на периметре плацдарма под Владимиром-Волынским. Его оборона рухнула, и на восток устремился III танковый корпус. Понесшие в долгих и безуспешных атаках на плацдарм большие потери войска беспорядочно отступали на восток. Остановить немецкое наступление удалось только на рубеже Луцк — Дубно, опершись на заболоченную долину Стыри. Угроза прорыва немецких танков из района Берестечко-Броды на юг заставила командование Юго-Западного фронта эвакуировать львовский выступ. Этот отход стоил должности командующему Юго-Западным фронтом М. П. Кирпоносу. Он был заменен на С. К. Тимошенко.
Поскольку на Западном фронте ситуацию удалось спасти от сползания к катастрофе, на Юго-Западном фронте остаются две армии внутренних округов — 16-я и 19-я. Это позволяет, так же как и в Белоруссии, заблаговременно занять рубеж старой границы. Поэтому положение Юго-Западного фронта осталось устойчивым даже после начала немецко-румынского наступления с территории Румынии. Армии Конева и Лукина были использованы для парирования возникшего кризиса.